每片低至0.016美元！清华FLEXI芯片柔性+存内计算双突破

电子发烧友网综合报道，在 人工智能加速从“云端”向“边缘”迁移的浪潮中，硬件形态正经历深刻变革。传统刚性硅基芯片虽性能强大，却难以适配人体曲面、动态形变等真实场景。与此同时，柔性电子技术虽在 传感器与显示领域取得进展，却长期缺乏“主动智能”能力——即本地化、低功耗、高可靠的 AI计算单元。

薄膜 晶体管（ TFT）技术的成熟带来了更多可能性，就在1月清华大学信息国家研究 中心/ 集成电路学院任天令教授团队于2026年初发布全球首款基于量产工艺的大规模全柔性存算一体AI芯片——FLEXI系列，并登上《Nature》期刊。

 

图：基于LTPS-TFT技术的柔性晶圆与芯片结构示意图

FLEXI芯片：全柔性、存算一体 技术 创新

FLEXI并非简单将传统芯片“做软”，而是从材料、架构到制造工艺的系统性重构。其核心创新体现在三个方面：

首先，FLEXI采用低温多晶硅（LTPS）CMOS工艺，在柔性基底上直接集成晶体管，单一柔性基片集成了 S RAM 存储、计算单元和外围电路等 元器件。可承受半径1毫米、180度对折超过4万次而性能无衰减，同时具备优异的耐温、耐湿与抗光照老化能力，远超传统柔性电子仅2–3层金属互联的局限。

其次， 电路设计采用数字存内计算架构。FLEXI将6T-SRAM存储单元与可重构本地处理单元（RLPU）深度融合，高效支持 神经网络推理中的单指令多数据（ SIMD）运算，实现“数据不动、计算流动”。研究团队还设计了一组轻量级神经网络模型，模型可以在 FLEXI 芯片上高效处理心电 信号、语音、图像以及多模态生理信号等多种数据类型。

该方案相比 模拟存算更抗噪声、精度更高，支持高速并行点积运算，能效比同步 CPU提升3–4个数量级。

第三，低成本。FLEXI芯片最小版本FLEXI-1面积仅31.12 mm²，单芯片成本低于1美元（最低至0.016美元），良率达70%–92%，具备大规模商业化基础。

应用场景拓展：柔性AI赋能可穿戴与边缘智能

FLEXI系列包括 三个规格：FLEXI-1（1 kb）、FLEXI-4（4 kb）和 FLEXI-32（32 kb）。得益于其超薄、可弯折、低功耗、高鲁棒性的特性，FLEXI系列芯片为多个前沿领域打开新可能。

在可穿戴健康监测中，芯片可无缝贴合皮肤或嵌入衣物，实时处理心电、呼吸、体温、皮肤水分等多模态生理信号。研究团队已在FLEXI-1上部署轻量级四通道卷积神经网络。

清华大学信息国家研究中心在公开的资料中给出一张应用验证的数据图：FLEXI 用于日常活动监测与分类的系统流程：数据采集、预处理、神经网络训练与片上推理；根据测试结果，实现日常活动（如坐姿、慢跑、骑行）分类准确率97.4%，在心律失常识别的准确率为99.2%。

 

图：FLEXI-1不同电压条件下单次推理的延迟与能耗

在功耗方面，FLEXI-1芯片可以实现超低功耗运行模式功耗仅为55.94μW 。

FLEXI系列芯片 还能用于植入式医疗领域，FLEXI的柔性特质使其能贴合脑组织或器官曲面，长期稳定记录神经信号，避免刚性器件引发的组织损伤。此外，在智能服装、AR/ VR交互等场景，FLEXI可作为“皮肤式计算单元”，实现无感、随形、持续的边缘智能。

可以期待的是，随着FLEXI系列从实验室走向产业，柔性AI芯片正成为下一代人机融合的关键基础设施。