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新晶片不僅以 1 和 0 的形式處理資料，還以第三種狀態處理資料。
據報道，中國科學家取得了一項可能改變計算未來的突破性進展，開發出世界上第一個碳基微晶片，該晶片能夠使用革命性的三元邏輯系統執行人工智慧（AI）任務。
此項由北京大學和北京郵電大學研究人員牽頭的創新標誌著半導體技術的重大飛躍，有可能超越傳統矽基晶片的侷限性。
新開發的晶片採用碳奈米管（CNT），一種具有出色機械和電氣效能的材料。
CNT 是由石墨烯片製成的微小圓柱形管，主要用作鋰離子電池中的導電新增劑。
然而，由於其優異的電導性、優異的穩定性和超薄的結構，CNT現在被視為下一代半導體的有前途的材料。
這一突破與傳統矽晶片的不同之處在於，它採用三進位制邏輯，而不是僅使用零和一的傳統二進位制系統。
新晶片不僅可以以 1 和 0 的形式處理資料，還可以以第三種狀態處理資料，從而實現更快的計算速度，同時消耗更少的能量。
這種三元邏輯系統提高了同一物理空間內的資料傳輸效率，從而實現更快、更節能的計算。
研究團隊利用一種稱為源極柵極電晶體（SGT）的概念設計了一種新型碳奈米管電晶體。
透過調整柵極電壓，CNT電晶體可以在三種不同的電流狀態之間切換，從而為三元邏輯電路奠定了基礎。
這種新設計有望克服當前晶片技術的侷限性，特別是在功耗和處理速度方面。
為了測試新晶片的功能，研究人員透過模仿人類大腦神經元之間的連線構建了一個能夠學習和推理的神經網路。
大量實驗表明，基於 CNT 的神經網路在對手寫數字進行分類時實現了完美的準確率，展示了其在影像識別和機器學習任務等人工智慧應用中的巨大潛力。
首席研究員之一、中國科學院院士彭練矛，對碳基晶片技術的研究已有二十多年。
他的團隊在開發高效能碳奈米管和實現對奈米管陣列的精確控制方面取得了顯著進展。
2020年，他們製作出了8英寸的CNT晶圓，其積體電路效能優於類似的矽基器件。
這一成果鞏固了我國在全球碳基半導體技術研究領域的領先地位。
新晶片不僅效率高，而且穩定性高、抗干擾能力強，非常適合用於高效能計算、機器學習、人工智慧和低功耗儲存裝置。
它還可應用於物聯網 (IoT) 裝置，其中能源效率是一個關鍵因素。
儘管具有諸多優點，但碳奈米管晶片在整合密度方面仍落後於傳統矽晶片。例如，Nvidia 於 2025 年 1 月釋出的 RTX 5090 GPU 包含驚人的 920 億個電晶體，遠遠超過了 CNT 技術目前的能力。
然而，碳基晶片的開發被視為半導體技術的下一個前沿，而中國目前在這場競賽中處於領先地位。
彭練矛對碳奈米管晶片的未來表示樂觀，並表示最終目標是在未來10到15年內讓碳奈米管晶片成為主流。
如果成功，這項技術可以取代超級計算機、資料中心、智慧手機和其他電子裝置等廣泛應用中的矽基晶片。
這一轉變將標誌著半導體行業的重大轉變，為高效能、低功耗計算解決方案的新時代鋪平道路。
原文連結
https://tribune.com.pk/story/2533072/chinese-scientists-develop-worlds-first-carbon-based-ai-chip
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