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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的柔性LTPS存算一体芯片与可穿戴健康监测.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的柔性LTPS存算一体芯片与可穿戴健康监测
摘要
传统硅基芯片无法弯曲，难以贴合人体曲面或复杂表面，限制了可穿戴设备和柔性机器人的发展。本文基于清华大学、北京大学和维信诺联合研发的柔性存算一体芯片FLEXI，系统分析了基于低温多晶硅（LTPS）面板工艺的柔性存算一体技术。FLEXI芯片采用CMOS结构的LTPS工艺直接在柔性基板上制作，通过工艺革新增加金属层数解决柔性基底上复杂电路连接的难题，同时采用存算一体架构实现高能效计算。该芯片在经受超过4万次弯曲后性能依旧稳定，在心律失常监测中准确率达99.2%，人体活动分类准确率达97.4%，为柔性电子从单纯"感知"迈向真正"思考"提供了硬件基础。
一、柔性存算一体的技术挑战
1.1 柔性基板的限制
柔性基板（如聚酰亚胺）的耐温性低于硅基板，限制了工艺温度；柔性基板的表面粗糙度较大，影响薄膜晶体管的性能一致性。
1.2 存算一体在柔性上的优势
存算一体架构减少数据搬运，降低功耗，适合柔性电子的低功耗需求。将计算单元与存储单元融合，减少芯片面积，适合柔性器件的紧凑设计要求。
二、FLEXI芯片设计
2.1 LTPS面板工艺
FLEXI芯片采用CMOS结构的低温多晶硅（LTPS）面板工艺，直接在柔性基板上制作。通过工艺革新增加金属层数，解决了柔性基底上复杂电路连接的难题。
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