我國高校科研團隊在芯片領(lǐng)域接連取得突破性進(jìn)展，北京大學(xué)與清華大學(xué)分別研制出高精度可擴展模擬矩陣計算芯片和亞埃米級光譜成像芯片，為人工智能、6G通信及基礎(chǔ)物理研究開辟新路徑。

北京大學(xué)人工智能研究院孫仲團隊聯(lián)合集成電路學(xué)院，成功開發(fā)出基于阻變存儲器的模擬矩陣計算芯片。該芯片首次將模擬計算精度提升至24位定點水平，在求解大規(guī)模MIMO信號檢測等任務(wù)中，計算吞吐量與能效較頂級數(shù)字處理器（如GPU）提升百倍至千倍。研究團隊通過新型信息器件、原創(chuàng)電路與經(jīng)典算法的協(xié)同設(shè)計，突破了傳統(tǒng)模擬計算精度低、難擴展的瓶頸，將計算精度提升五個數(shù)量級，并實現(xiàn)16×16矩陣方程的協(xié)同求解。

實驗數(shù)據(jù)顯示，該芯片在32×32矩陣求逆問題中單核算力超越高端GPU，128×128規(guī)模下計算吞吐量達(dá)數(shù)字處理器的1000倍以上，能效比更是高出傳統(tǒng)方案100倍。孫仲指出，這項技術(shù)可賦能6G通信基站實時處理海量天線信號，提升網(wǎng)絡(luò)容量；在人工智能領(lǐng)域，能加速大模型訓(xùn)練中的二階優(yōu)化算法，降低對云端的依賴，推動邊緣計算發(fā)展。目前，團隊正推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，力爭將實驗室成果快速轉(zhuǎn)化為市場應(yīng)用。

清華大學(xué)電子工程系方璐教授課題組則另辟蹊徑，首創(chuàng)可重構(gòu)計算光學(xué)成像架構(gòu)，研制出高分辨光譜成像芯片“玉衡”。該芯片實現(xiàn)亞埃米級光譜分辨率與千萬像素級空間分辨率的快照成像，攻克了光譜分辨率與成像通量難以兼得的難題。傳統(tǒng)光譜裝置受限于物理分光結(jié)構(gòu)，而“玉衡”通過光子調(diào)制與重建技術(shù)，挖掘隨機干涉掩膜與鈮酸鋰材料的電光特性，使每個像素均可獲取完整光譜信息，成像分辨能力提升兩個數(shù)量級。

“玉衡”芯片體積僅2厘米×2厘米×0.5厘米，在400至1000納米寬光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)高分辨成像。以天文觀測為例，其快照式成像每秒可獲取近萬顆恒星光譜，將銀河系恒星光譜巡天周期從數(shù)千年縮短至十年以內(nèi)。憑借微型化設(shè)計，該芯片可搭載于衛(wèi)星，未來有望繪制出前所未有的宇宙光譜圖景。目前，課題組正基于原理樣片優(yōu)化系統(tǒng)，并計劃在10.4米口徑加那利大型望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行測試應(yīng)用。