盖世汽车讯 智能手机普及至今不到二十年，人工智能如今已在智能手环等穿戴设备上落地运行。然而挑战随之而来：设备体积持续微型化，但其需处理的数据量与承载的功能却呈指数级增长。
据外媒报道，韩国浦项科技大学（POSTECH）电气工程系与半导体工程系的Byoung Hun Lee教授领衔团队，联合电气工程系的Jae Hyeon Jun博士，研发出一款新型晶体管技术，可让单个半导体器件同步实现多种电路功能。相较传统方案，该技术大幅简化电路设计，也将数据处理速度提升至原来的四倍。相关研究成果已发表于期刊《先进功能材料（Advanced Functional Materials）》。
在更小尺寸的芯片中集成更多功能，是半导体行业面临的核心难题之一。随着功能数量的增加，所需的电路和晶体管的数量也随之增加。此外，对已制成的半导体芯片新增功能时，为保护原有芯片结构，后端制程温度必须控制在400摄氏度以下。
该研究团队将研究方向聚焦于氧化锌（ZnO）与碲（Te）两种材料。二者均可在200摄氏度以下制备出均匀薄膜，是极具潜力的下一代半导体材料。研究团队将两种材料结合，打造出氧化锌-碲异质结晶体管。
这款器件的电流调控方式十分独特。传统半导体的电流通常会随电压升高而增大，而该器件具备负微分跨导（NDT） 特性：在特定电压区间内，电流会随电压上升而下降。团队更进一步，成功实现双重负微分跨导（D-NDT），即在单个器件内连续两次出现该特性。简单来说，这项技术让单颗器件能够胜任原本需要多颗器件分工完成的工作，有效降低电路复杂度。
技术核心在于精准把控两种材料的交叠长度。交叠区域较短时，电流仅发生一次变化；然而，交叠区域加长后，器件内部会同时形成横向与纵向电流，进而产生双重电流峰值。这就好比直行的电流来到立体路口后可实现复杂分流，该器件也由此具备了更强大的复杂信号处理能力。
图片来源：韩国浦项科技大学
研究团队利用这款器件制作出四倍频器，可将一路输入信号转化为四路输出信号。该功能传统方案需要多颗晶体管协同实现，而新技术仅用单颗器件即可完成，晶体管使用数量直接减少75%。实测电路实验也证实，在单个输入信号周期内，数据处理速度提升至原来的四倍。
Byoung Hun Lee教授表示：“本次研究证明，在单器件层面实现复杂电路功能具备可行性。我们认为这项技术将广泛应用于超小型人工智能设备，以及三维集成、超高密度半导体系统的研发当中。”
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