IGZO光电突触晶体管

单次事件0.0845 fJ

采用高k ZrAlOx栅介质层，该器件在0.0001 V超低电压下工作，为低功耗神经形态计算提供了一种可集成的光电突触。

Zhu, Li · 74540858 · Junchen, Lin · Yuanfeng, Zhao · Wan, Xiang · 孙华斌 · 晏善成 · 徐勇 · 于志浩 · Tan, Cheeleong · 何刚

Science China Information Sciences 2024

具体参数

单突触事件能耗

{'zh': '0.0845', 'en': '0.0845'} fJ

工作电压

{'zh': '0.0001', 'en': '0.0001'} V

技术优势

能耗低至0.0845 fJ

每个突触事件的能耗仅为0.0845 fJ，比传统突触器件低几个数量级，显著降低系统整体功耗。

工作电压仅0.0001 V

在0.0001 V的超低工作电压下仍能产生明显的光电突触响应，使得器件可直接由能量采集或微弱信号驱动。

高k介质利于集成

采用高k ZrAlOx栅介质层增强栅控能力，可在低电压下工作，并兼容标准氧化物薄膜工艺，便于大规模集成。

演示图像识别阵列

构建了3×3器件阵列，验证了其在图像识别和存储方面的应用潜力，展示了向系统级集成迈进的能力。

应用场景

• 神经形态视觉系统：用低功耗光电突触实现图像感知与预处理，替代传统CMOS图像传感器加处理器方案。
• 脑机接口：模拟突触可塑性，以极低能耗处理神经信号，适合植入式或可穿戴脑机接口。
• 具身智能：为机器人视觉提供低功耗、可集成的突触器件，支持实时环境感知与学习。
• 低功耗传感器：在0.0001 V下工作且每事件能耗仅0.0845 fJ，适合能量受限的传感节点。