近日，西安電子科技大學杭州研究院（西電杭研院）韓根全教授課題組在鐵電場效應晶體管（FeFET）存儲和存算技術領域取得重要進展，相關研究成果以“Low-power Edge Detection Based on Ferroelectric Field-Effect Transistor”為題發表于《自然•通訊》。

文章第一作者是西電杭研院陳佳佳副教授，在鐵電材料器件、相關物理機制以及芯片應用方面有著扎實的研究基礎和豐富的研究經驗。該工作基于FeFET創新實現了一種新型邊緣檢測硬件系統，通過匹配單值段同化核（MUSAN）方法，集成于FeFET NAND陣列中，擺脫了傳統邊緣檢測方法對復雜硬件和模數轉換器（ADC）的依賴，實現了低功耗、無ADC和高精度的邊緣檢測。

成果介紹

邊緣智能是一種讓設備或傳感器在本地直接處理數據并做出決策的技術，能提高效率、快速響應，同時保護安全和隱私。圖像邊緣檢測是它的一個重要應用，常用于智能安防、交通和制造等領域。

傳統的邊緣檢測方法計算復雜，耗電多，效率低，不適合資源有限的環境。為了解決這個問題，研究團隊基于FeFET芯片實現了一種新的算法和特征匹配技術，硬件設計簡單高效，不需要復雜的卷積計算，也不依賴ADC。通過簡單的接口，系統能直接通過電流信號來區分信息，大大降低了功耗和硬件復雜度。

實驗表明，該系統在每次操作時只消耗極少的能量（——10 fJ），卻能高效完成圖像邊緣檢測，且精度穩定。與傳統方法相比，它減少了硬件占用和計算復雜度，為邊緣計算提供了低功耗的解決方案。

團隊表示，這一成果為解決邊緣智能功耗和性能問題提供了新思路，也對物聯網設備和嵌入式系統的硬件開發有重要影響。未來，該課題組將進一步優化硬件架構，并探索更多基于FeFET技術的應用。這項突破為邊緣智能領域的進一步發展奠定了堅實的基礎。

西電杭研院韓根全團隊（智能芯片與微系統實驗室）針對各類智能芯片和微系統開展技術研究和產品開發，團隊首席科學家是郝躍院士。團隊擁有20多名青年教師，包括國家級（含青年）人才9名和一名外籍全職教授，70%以上的團隊成員具有長時間的海外研學經歷。團隊成立以來已經和國家電網、國企半導體檢測公司、陜西空天動力等超過10家企業建立了聯合實驗室或者密切的合作關系。團隊具有存算芯片、電路設計、智能感知與功率器件等多個學科背景，歡迎開展國際化、跨學科的交流與合作。