近日，北京大学电子学院碳基电子学研究中心彭练矛-张志勇团队在下一代芯片技术领域取得重大突破，成功研发出世界首个基于碳纳米管的张量处理器芯片（TPU），相关研究成果已于7月22日发表在《自然・电子学》上。
据报道，该芯片采用新型器件工艺和脉动阵列架构，将3000个碳纳米管晶体管集成为张量处理器芯片，将碳基电子学从器件研究推向系统演示，显著提升卷积神经网络的运算效率，功耗极低。基于该TPU的五层卷积神经网络可以在功耗仅为295μW的情况下，实现高达88%的MNIST图像识别准确率。
研究团队通过优化碳纳米管制造工艺，获得了纯度高达99.9999%的半导体材料和超洁净表面，从而制造出具有高电流密度和均匀性的晶体管。模拟结果显示，采用180纳米工艺节点的8位碳纳米管TPU有望达到850 MHz的主频和每瓦1万亿次运算的能效水平。
碳基晶体管展现出比硅基CMOS晶体管更优的速度功耗综合优势，碳基张量处理器在180nm技术节点具有3倍性能优势，并有延续至先进技术节点的潜力，有望满足人工智能时代对高性能、高能效芯片的需求。
