?近日，清華大學集成電路學院教授吳華強、副教授高濱團隊基于存算一體計算范式，研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學習（機器學習能在硬件端直接完成）的憶阻器存算一體芯片，在支持片上學習的憶阻器存算一體芯片領(lǐng)域取得重大突破，有望促進人工智能、自動駕駛可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)展。相關(guān)成果在線發(fā)表于最新一期的《科學》。

清華大學供圖

當前國際上的相關(guān)研究主要集中在憶阻器陣列層面的學習功能演示，然而實現(xiàn)全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學習的憶阻器芯片仍面臨較大挑戰(zhàn)，至今尚未實現(xiàn)，主要在于傳統(tǒng)的反向傳播訓練算法所要求的高精度權(quán)重更新方式與憶阻器實際特性的適配性較差。

據(jù)了解，面向傳統(tǒng)存算分離架構(gòu)制約算力提升的重大挑戰(zhàn)，吳華強、高濱創(chuàng)造性提出適配憶阻器存算一體，實現(xiàn)高效片上學習的新型通用算法和架構(gòu)（STELLAR），有效實現(xiàn)大規(guī)模模擬型憶阻器陣列與CMOS的單片三維集成，通過算法、架構(gòu)、集成方式的全流程協(xié)同創(chuàng)新，研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學習的憶阻器存算一體芯片。

該芯片包含支持完整片上學習所必需的全部電路模塊，成功完成圖像分類、語音識別和控制任務(wù)等多種片上增量學習功能驗證，展示出高適應(yīng)性、高能效、高通用性、高準確率等特點，有效強化智能設(shè)備在實際應(yīng)用場景下的學習適應(yīng)能力。相同任務(wù)下，該芯片實現(xiàn)片上學習的能耗僅為先進工藝下專用集成電路（ASIC）系統(tǒng)的3%，展現(xiàn)出卓越的能效優(yōu)勢，極具滿足人工智能時代高算力需求的應(yīng)用潛力，為突破馮·諾依曼傳統(tǒng)計算架構(gòu)下的能效瓶頸提供了一種創(chuàng)新發(fā)展路徑。

// 清華大學在超高感光度光刻膠研發(fā)領(lǐng)域取得重要進展 //

光刻膠是集成電路芯片大規(guī)模制造的關(guān)鍵材料，在技術(shù)發(fā)展到深紫外（DUV）、極紫外（EUV）光刻階段后，光刻膠對光源的敏感度不足，大大推高了光刻機及其配套光源的制造難度和成本。近日，清華大學核能與新能源技術(shù)研究院新型能源與材料化學團隊將高效的巰基-乙烯點擊化學技術(shù)與多官能團金屬氧化物納米團簇光刻膠技術(shù)相結(jié)合，全球首次提出了“點擊光刻”新思路、新方法，并成功制得了超高感光度光刻膠樣品。國際權(quán)威機構(gòu)的光刻測試結(jié)果表明，這種材料能在極低曝光劑量下實現(xiàn)高對比度成像。在深紫外光刻中最高感光度為7.5 mJ cm-2，與傳統(tǒng)的光刻膠體系相比所需曝光劑量降低了約20倍。

與此同時，通過低劑量電子束光刻（10-40 μC cm-2）獲得線寬分辨率為45nm的密集圖形，展示了其應(yīng)用于高分辨率光刻的能力。接下來作者還對制備得到的基于點擊反應(yīng)的氧化鋯光刻膠的后加工性質(zhì)、抗刻蝕能力以及圖形轉(zhuǎn)移能力等進行了初步研究。

圖1.點擊光刻策略示意圖

圖2.點擊光刻結(jié)果

該研究成果不但可以有力支持新型高效光刻膠的開發(fā)，更有望帶來光刻機及其配套光源系統(tǒng)設(shè)計、制造、運行的重大變革，大大降低難度和成本，有可能開辟光刻機技術(shù)新賽道，對集成電路技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。該技術(shù)也可以在其他高效、高精度納米制造領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。

上述研究成果以“巰基-乙烯點擊光刻的超高感光特性”（Exceptional Light Sensitivity by Thiol–Ene Click Lithography）為題發(fā)表在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上。

論文的共同通訊作者為清華大學核能與新能源技術(shù)研究院新型能源與材料化學實驗室徐宏副教授和何向明研究員，第一作者為清華大學博士后王倩倩。該研究獲得國家自然科學基金項目、北京市科委項目和清華大學自主科研項目的資助。清華大學高性能計算中心提供了計算資源的支持。

（本文內(nèi)容來自：科技日報、清華新聞網(wǎng)）