電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道，在人工智能加速?gòu)摹霸贫恕毕颉斑吘墶边w移的浪潮中，硬件形態(tài)正經(jīng)歷深刻變革。傳統(tǒng)剛性硅基芯片雖性能強(qiáng)大，卻難以適配人體曲面、動(dòng)態(tài)形變等真實(shí)場(chǎng)景。與此同時(shí)，柔性電子技術(shù)雖在傳感器與顯示領(lǐng)域取得進(jìn)展，卻長(zhǎng)期缺乏“主動(dòng)智能”能力——即本地化、低功耗、高可靠的AI計(jì)算單元。

薄膜晶體管（TFT）技術(shù)的成熟帶來(lái)了更多可能性，就在1月清華大學(xué)信息國(guó)家研究中心/集成電路學(xué)院任天令教授團(tuán)隊(duì)于2026年初發(fā)布全球首款基于量產(chǎn)工藝的大規(guī)模全柔性存算一體AI芯片——FLEXI系列，并登上《Nature》期刊。
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圖：基于LTPS-TFT技術(shù)的柔性晶圓與芯片結(jié)構(gòu)示意圖

FLEXI芯片：全柔性、存算一體技術(shù)創(chuàng)新
FLEXI并非簡(jiǎn)單將傳統(tǒng)芯片“做軟”，而是從材料、架構(gòu)到制造工藝的系統(tǒng)性重構(gòu)。其核心創(chuàng)新體現(xiàn)在三個(gè)方面：

首先，F(xiàn)LEXI采用低溫多晶硅（LTPS）CMOS工藝，在柔性基底上直接集成晶體管，單一柔性基片集成了 SRAM 存儲(chǔ)、計(jì)算單元和外圍電路等元器件。可承受半徑1毫米、180度對(duì)折超過(guò)4萬(wàn)次而性能無(wú)衰減，同時(shí)具備優(yōu)異的耐溫、耐濕與抗光照老化能力，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)柔性電子僅2–3層金屬互聯(lián)的局限。

其次，電路設(shè)計(jì)采用數(shù)字存內(nèi)計(jì)算架構(gòu)。FLEXI將6T-SRAM存儲(chǔ)單元與可重構(gòu)本地處理單元（RLPU）深度融合，高效支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理中的單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)不動(dòng)、計(jì)算流動(dòng)”。研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一組輕量級(jí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，模型可以在 FLEXI 芯片上高效處理心電信號(hào)、語(yǔ)音、圖像以及多模態(tài)生理信號(hào)等多種數(shù)據(jù)類型。

該方案相比模擬存算更抗噪聲、精度更高，支持高速并行點(diǎn)積運(yùn)算，能效比同步CPU提升3–4個(gè)數(shù)量級(jí)。

第三，低成本。FLEXI芯片最小版本FLEXI-1面積僅31.12 mm2，單芯片成本低于1美元（最低至0.016美元），良率達(dá)70%–92%，具備大規(guī)模商業(yè)化基礎(chǔ)。

應(yīng)用場(chǎng)景拓展：柔性AI賦能可穿戴與邊緣智能
FLEXI系列包括 三個(gè)規(guī)格：FLEXI-1（1 kb）、FLEXI-4（4 kb）和 FLEXI-32（32 kb）。得益于其超薄、可彎折、低功耗、高魯棒性的特性，F(xiàn)LEXI系列芯片為多個(gè)前沿領(lǐng)域打開(kāi)新可能。

在可穿戴健康監(jiān)測(cè)中，芯片可無(wú)縫貼合皮膚或嵌入衣物，實(shí)時(shí)處理心電、呼吸、體溫、皮膚水分等多模態(tài)生理信號(hào)。研究團(tuán)隊(duì)已在FLEXI-1上部署輕量級(jí)四通道卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

清華大學(xué)信息國(guó)家研究中心在公開(kāi)的資料中給出一張應(yīng)用驗(yàn)證的數(shù)據(jù)圖：FLEXI 用于日常活動(dòng)監(jiān)測(cè)與分類的系統(tǒng)流程：數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與片上推理；根據(jù)測(cè)試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)日?；顒?dòng)（如坐姿、慢跑、騎行）分類準(zhǔn)確率97.4%，在心律失常識(shí)別的準(zhǔn)確率為99.2%。
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圖：FLEXI-1不同電壓條件下單次推理的延遲與能耗

在功耗方面，F(xiàn)LEXI-1芯片可以實(shí)現(xiàn)超低功耗運(yùn)行模式功耗僅為55.94μW 。

FLEXI系列芯片還能用于植入式醫(yī)療領(lǐng)域，F(xiàn)LEXI的柔性特質(zhì)使其能貼合腦組織或器官曲面，長(zhǎng)期穩(wěn)定記錄神經(jīng)信號(hào)，避免剛性器件引發(fā)的組織損傷。此外，在智能服裝、AR/VR交互等場(chǎng)景，F(xiàn)LEXI可作為“皮膚式計(jì)算單元”，實(shí)現(xiàn)無(wú)感、隨形、持續(xù)的邊緣智能。

可以期待的是，隨著FLEXI系列從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)，柔性AI芯片正成為下一代人機(jī)融合的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。