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研究方向与主要研究内容

“绿色”:超低功耗器件与电路研究   

       从新机制和新材料角度开展超低功耗器件的结构设计和工艺制备等方面研究,开展新型隧穿场效应晶体管和负电容场效应晶体管等具有新型电流输运机制或栅耦合方式的器件结构研究;开展基于新型材料(如二维材料等)构建超低功耗器件的新方法的研究;开展器件涨落控制技术的研究,发展超低工作电压器件的阈值涨落控制技术。在新机制与新材料探究的同时,研究新型超低功耗电路技术,开展基于超低功耗新型器件的新拓扑、新设计方法的电路基础研究;开展超低功耗新型电路的设计技术、综合方法的研究。基于新型超低功耗器件与电路技术,开展可大规模生产的、超低功耗集成电路技术,进而推动超低功耗集成电路技术在物联网中的广泛应用。

 

“智能”:神经形态器件与仿脑芯片研究   

       研究仿脑芯片关键共性技术,依据神经生物学知识,构建多样化、可硬件实现的神经元、突触和神经网络模型,研究高速、低功耗、小尺寸神经形态器件,高精度模拟神经突触的多种短时程、长时程可塑性及生物神经元的发放特性;基于神经形态器件实现联想学习、无监督学习、高容错学习等仿脑信息处理功能,为未来面向多任务的通用仿脑芯片提供基础元器件平台;完成面向大规模仿脑芯片的可扩展互连拓扑结构设计。

       进而研究CMOS仿脑芯片核心电路、计算模块、芯片集成方法等关键共性技术,形成能够仿真大脑神经网络工作机理的大规模CMOS仿脑芯片体系架构设计、实现方法和设计流程;研制基于量产工艺的CMOS仿脑芯片,并以低功耗、可扩展仿脑芯片架构为基础对高可扩展性进行探索研究;面向不同领域的特殊需求研制多款专用CMOS仿脑芯片。

       进一步研究面向强人工智能的神经形态器件与CMOS电路的混合集成技术、混合集成芯片架构、信号传输控制与芯片实现方案,研制基于混合集成技术的低功耗仿脑芯片;研究可扩展、可重构的混合集成仿脑芯片与处理器体系架构;通过多种人工智能应用验证芯片的仿脑计算功能。

 

“便携”:可穿戴式多功能集成微系统研究   

       开展面向可穿戴式应用的高性能柔性电子(包括电路、传感器等)的设计与加工方法研究,以“高性能”为导向开展柔性器件及其电路的设计方法研究,以硅基微纳加工工艺为基础,开展新型柔性材料加工与多功能器件复合集成工艺研究,为可穿戴式多功能集成微系统的研究与应用奠定材料、加工工艺、设计方法等基础。

      结合超低功耗电路、仿脑芯片研究成果,进一步开展处理、计算、传感与执行等多功能集成柔性微系统架构研究,探索柔性异质、异构器件互连与集成的实现方法,面向现实应用解决柔性器件与系统的封装,构建本引智基地特有的可穿戴式多功能集成微系统基础方法学体系及相应的知识产权体系。

      以可穿戴等重大应用需求为牵引,开展柔性电子的应用研究,解决传感、供能、信号处理与收发等共性关键技术问题,构建本引智基地特有的便携智能载体的关键技术体系与知识产权体系。