全球首款！柔性存算晶片來了

上證報記者從維信諾獲悉，清華大學聯合北京大學、維信諾合作研發的全球首款柔性存算晶片FLEXI，近日登上國際期刊《自然》。該晶片首次在柔性平台實現存內計算架構，面向AI與神經網路推理應用場景，開啟柔性AI計算硬體的新時代。

當前可穿戴裝置、柔性機器人等應用呼喚輕量、可彎曲、高能效的端側AI晶片，但傳統矽基晶片難以適配曲面形態，現有柔性方案（通過硬質晶片嵌入軟質基底實現一定的可撓性）又受限於整合度、靈活性與功耗等多重因素。FLEXI晶片採用存算一體架構，兼顧超薄、柔性及超高能效，為柔性智能硬體產業化提供關鍵技術支撐。

超百億次運算零錯誤

FLEXI晶片採用互補金屬氧化物半導體（CMOS）低溫多晶矽（LTPS）工藝，可直接在柔性基底上製造，兼具低功耗、低成本和高整合度優勢。

“該柔性晶片採用柔性聚酰亞胺基底，柔性基底與器件原生融合為一體，解決了傳統硬質晶片或軟硬結合方案的弊端。”維信諾創新技術研發專家齊峰告訴上證報記者，相較於傳統矽基晶片，其輕便、成本低、適應性強，尤其適用於穿戴裝置、電子皮膚、具身智慧型手機器人等場景。

技術層面，FLEXI晶片首次將時脈頻率提升到10MHz以上的水平，大幅提升運算速度與能效，使柔性晶片的算力首次躍升到本地、即時運行人工智慧模型的水平，特別適合端側AI硬體的應用。

實測資料顯示，FLEXI晶片在超過4萬次彎折後仍能穩定運行，在超百億次運算中做到零錯誤，且在2.5-5.5V電壓波動、-40℃至80℃的溫度變化、90%的相對濕度乃至紫外線環境下都保持了穩定狀態。應用驗證方面，該晶片已成功實現心律失常檢測（精準率99.2%）與人體活動分類（精準率97.4%）等任務，展示了其在低功耗條件下開展本地智能處理的應用潛力，讓柔性電子真正從“能感知”走向“能思考”。

業內分析，該技術填補了柔性電子領域AI專用計算硬體的空白。未來通過新型半導體材料應用、功率門控技術最佳化等，有望進一步提升性能。若能持續最佳化生產良率與晶片尺寸，將推動可穿戴健康裝置、物聯網終端等領域的產業升級與技術革新。

值得一提的是，FLEXI晶片採用維信諾自主研發的CMOS LTPS驅動背板工藝製造，證明了採用平板顯示工藝製備高性能柔性積體電路的可行性，為柔性電子奠定了工藝基礎。

技術與市場仍是兩大關口

自2022年8月起，依託維信諾4.5代柔性顯示面板中試產線，維信諾與清華大學團隊歷經兩年協同攻關，打通了晶片設計、晶片製造、晶片交付、晶片測試的全鏈路工作。通過多次工藝迭代與最佳化，確保晶片性能達成設計目標，並協助清華大學團隊順利完成後續機械及環境可靠性測試，進一步驗證了晶片的穩定性與適用性。

齊峰介紹，FLEXI晶片在柔性智能應用場景的想像空間廣闊：智能醫療領域，柔性親膚監測裝置即時採集、分析心電、腦電、肌電等訊號，助力個人健康管理；柔性機器人領域，柔性晶片完美貼附於關節與靈巧手錶面，在動態彎曲中仍能保持穩定控制與決策；泛在物聯網領域，低成本柔性感測貼片大面積部署，賦予日常表面感知計算能力，開啟端側即時環境智能互動；人機互動領域，柔性顯示整合柔性晶片與感測，形成“感存算顯一體化”的數位化智能互動新時代。

量產時間表如何？產業化落地還將面臨那些挑戰？齊峰分析認為，柔性晶片在未來兩到三年內尚難以實現大批次產業化，主要瓶頸來自技術與市場兩端。

技術層面，受限於柔性工藝線寬線距，柔性晶片的性能與成熟矽基晶片仍存在代際差距，需通過提升電路密度、最佳化架構設計來縮小差距。市場方面，適用場景仍處探索階段，正如AI大模型尚未形成穩定產值，柔性晶片的應用路徑同樣需要時間培育。

對於後續規劃，齊峰透露，未來維信諾將繼續與學校合作，持續提升柔性晶片性能，並進一步驗證整合多功能模組的柔性SoC（SystemonChip，片上系統）。維信諾也將在夯實自身內功的基礎上，積極探索特定場景產業化落地的可能性。產業化路徑將延續實驗室—中試—量產的遞進模式，借鑑公司在Micro LED領域積累的孵化經驗，穩步推進落地。 (上海證券報)