近日，燕芯微創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)，北京大學(xué)集成電路學(xué)院蔡一茂/王宗巍研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合人工智能研究院團(tuán)隊(duì)成功研制出基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)鉭基阻變存儲(chǔ)器（ReRAM）的高精度、可擴(kuò)展模擬矩陣計(jì)算芯片，首次實(shí)現(xiàn)了在精度上可與數(shù)字計(jì)算媲美的模擬計(jì)算系統(tǒng)。

相關(guān)性能評(píng)估表明，該芯片在求解大規(guī)模MIMO信號(hào)檢測(cè)等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題時(shí)，計(jì)算吞吐量與能效較當(dāng)前頂級(jí)數(shù)字處理器提升百倍至千倍，為應(yīng)對(duì)人工智能與6G通信等領(lǐng)域的算力和能耗挑戰(zhàn)開(kāi)辟了新路徑。

相關(guān)成果以“Precise and scalable analogue matrix equation solving using resistive random-access memory chips”為題，發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子學(xué)》（Nature Electronics）雜志上。

此次精度突破的關(guān)鍵在于器件、電路和算法 的系統(tǒng)級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)。研究團(tuán)隊(duì)選擇了一條融合創(chuàng)新的道路，構(gòu)建了一個(gè)基于ReRAM芯片的高精度、可拓展的全模擬矩陣方程求解器。通過(guò)新型信息器件、原創(chuàng)電路和經(jīng)典算法的協(xié)同設(shè)計(jì)，首次將模擬計(jì)算的精度提升至 24位定點(diǎn)精度。

其中核心硬件基礎(chǔ)是底層ReRAM器件與芯片技術(shù)，該技術(shù)由 北大集成電路學(xué)院 和 燕芯微團(tuán)隊(duì) 自主研發(fā)，并基于CMOS量產(chǎn)線制造的高性能、高可靠ReRAM芯片，實(shí)現(xiàn)了多比特精確可調(diào)電導(dǎo)、超高編程成功率、車規(guī)級(jí)可靠性。本工作中采用的ReRAM技術(shù)為團(tuán)隊(duì)早在多年前已實(shí)現(xiàn)Lab to Fab成果轉(zhuǎn)化的技術(shù)。

值得一提的是，北大集成電路學(xué)院和燕芯微團(tuán)隊(duì)近年來(lái)多次在微電子旗艦會(huì)議 IEDM 的 Memory Technology 方向刷新先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)ReRAM存儲(chǔ)密度紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了同節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)密度相比同期同類技術(shù)提高30%-40%。這項(xiàng)基于高性能高可靠阻變存儲(chǔ)器芯片的工作已經(jīng)引起產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

燕芯微作為響應(yīng)國(guó)家集成電路自主可控戰(zhàn)略的前沿硬科技企業(yè)，北大集成電路學(xué)院團(tuán)隊(duì)原始創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的重要載體，通過(guò)構(gòu)建"材料-器件-工藝-電路-算法"全鏈條自主可控技術(shù)體系和知識(shí)產(chǎn)權(quán)矩陣，全力突破下一代高端存儲(chǔ)芯片與存算一體人工智能芯片核心技術(shù)，全力推進(jìn)國(guó)產(chǎn)新型先進(jìn)ReRAM芯片及智能應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)落地。