全球首颗忆阻器神经动力学芯片问世，实现毫秒级高精度脑建模

2026年7月4日，全球器神北京大学杨玉超教授团队联合中国科学院相关研究单位，首颗实现在国际权威学术期刊《科学》（Science）上发表重磅成果：成功研制出全球首颗基于忆阻器的忆阻神经动力学芯片。这一突破标志着类脑计算在硬件底层架构上取得了里程碑式的经动级高精度进展。

颠覆传统架构：从“数据搬运”到“存算一体”

传统冯·诺依曼架构长期受制于“存储墙”难题——由于存储单元与运算单元物理分离，力学神经形态计算需频繁搬运海量数据，芯片导致高延迟与高功耗，问世难以满足高精度实时处理需求。毫秒

该团队创新性利用相变忆阻器固有的脑建电导动态可调特性，在物理层面实现了数据存储与逻辑运算的全球器神深度融合。这一设计彻底规避了传统架构中的首颗实现数据搬运瓶颈，从根本上解决了困扰业界半个世纪的忆阻技术障碍。

极致性能：40nm制程下的经动级高精度毫秒级响应

• 工艺与规模：芯片采用40纳米先进制程，核心计算阵列面积仅0.28平方毫米，力学实现了极高的芯片集成密度。
• 速度突破：单次完整神经动力学运算耗时仅为2.12毫秒，首次实现了此类复杂计算的毫秒级响应能力。
• 能效对比：
• 相较于现有专用神经形态加速芯片，运算速度最高提升36倍，功耗降至约1/24。
• 在模拟大脑皮层三维重建任务中，相比高性能通用GPU，加速比高达50至478倍。

临床级精度：高保真脑结构建模

该芯片专为高保真脑结构建模设计，其生成的三维脑组织模型具备以下显著优势：
* 表面连续自然：无伪影褶皱与几何畸变。
* 严苛标准：完全满足临床级精准医疗建模对空间分辨率与形态保真度的极高要求。

广阔应用前景

该芯片的技术落地将深刻影响多个关键领域：
1. 脑机接口（BCI）：实时解析神经电信号，支撑高时效性的闭环调控系统。
2. 神经外科手术：嵌入手术导航系统，显著提升术中病灶定位精度。
3. 疾病早期筛查：用于脑部退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）的早期识别与量化评估，提供全新的检测路径与分析范式。

战略意义

该项目在多项国家级重点科研计划支持下，由多学科团队协同完成实验验证与理论建模。它不仅为后摩尔时代高能效、低延迟智能硬件提供了切实可行的技术路径，更显著增强了我国在类脑计算与脑科学交叉领域的核心支撑能力与国际竞争力。

(责任编辑：综合)