電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道，在人工智能加速從“云端”向“邊緣”遷移的浪潮中，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大，卻難以適配人體曲面、動態(tài)形變等真實場景。與此同時，柔性電子技術雖在傳感器與顯示領域取得進展，卻長期缺乏“主動智能”能力——即本地化、低功耗、高可靠的AI計算單元。

薄膜晶體管（TFT）技術的成熟帶來了更多可能性，就在1月清華大學信息國家研究中心/集成電路學院任天令教授團隊于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技術的柔性晶圓與芯片結構示意圖

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

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、計算單元和外圍電路等元器件?？沙惺馨霃?毫米、180度對折超過4萬次而性能無衰減，同時具備優(yōu)異的耐溫、耐濕與抗光照老化能力，遠超傳統(tǒng)柔性電子僅2–3層金屬互聯(lián)的局限。

其次，電路設計采用數(shù)字存內(nèi)計算架構。FLEXI將6T-SRAM存儲單元與可重構本地處理單元（RLPU）深度融合，高效支持神經(jīng)網(wǎng)絡推理中的單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）運算，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)不動、計算流動”。研究團隊還設計了一組輕量級神經(jīng)網(wǎng)絡模型，模型可以在 FLEXI 芯片上高效處理心電信號、語音、圖像以及多模態(tài)生理信號等多種數(shù)據(jù)類型。

該方案相比模擬存算更抗噪聲、精度更高，支持高速并行點積運算，能效比同步CPU提升3–4個數(shù)量級。

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70%–92%，具備大規(guī)模商業(yè)化基礎。

應用場景拓展：柔性AI賦能可穿戴與邊緣智能
FLEXI系列包括 三個規(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系列芯片為多個前沿領域打開新可能。

在可穿戴健康監(jiān)測中，芯片可無縫貼合皮膚或嵌入衣物，實時處理心電、呼吸、體溫、皮膚水分等多模態(tài)生理信號。研究團隊已在FLEXI-1上部署輕量級四通道卷積神經(jīng)網(wǎng)絡。

清華大學信息國家研究中心在公開的資料中給出一張應用驗證的數(shù)據(jù)圖：FLEXI 用于日常活動監(jiān)測與分類的系統(tǒng)流程：數(shù)據(jù)采集、預處理、神經(jīng)網(wǎng)絡訓練與片上推理；根據(jù)測試結果，實現(xiàn)日常活動（如坐姿、慢跑、騎行）分類準確率97.4%，在心律失常識別的準確率為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芯片可以實現(xiàn)超低功耗運行模式功耗僅為55.94μW 。

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

可以期待的是，隨著FLEXI系列從實驗室走向產(chǎn)業(yè)，柔性AI芯片正成為下一代人機融合的關鍵基礎設施。