3D神经形态硬件采用单薄膜晶体管通过单立体垂直集成通过单薄体晶体管神经元进行突触
Joon-Kyu Han1, Jung-Woo Lee1,2, Yeeun Kim1
1School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), 291 Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon, 34141, Republic of Korea.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|September 15, 2023
概括
本研究介绍了一种新的神经形态模块,使用单体垂直集成来实现节能的人工智能 (AI). 新设计在美国手语 (ASL) 分类中实现了高精度,证明了它对先进AI应用的潜力.
科学领域:
- 神经形态工程的神经形态工程
- 人工智能的人工智能
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 尖端神经网络 (SNN) 为人工智能提供能源效率,但受到复杂的CMOS电路的限制.
- 现有的神经形态硬件在可扩展性和功耗方面面临挑战.
研究的目的:
- 展示一个具有垂直集成突触和神经元的新型神经形模块.
- 为了提高神经形态硬件的能源效率和可扩展性.
主要方法:
- 一个薄膜晶体管 (1TFT) 突触和一个晶体管 (1T) 神经元的单体垂直集成.
- 使用 Excimer 激光化 (ELA) 和快速热化 (RTA) 进行剂激活.
- 使用内部电热回火 (ETA) 来增强突触耐久性.
主要成果:
- 使用制造的神经形态模块实现了美国手语 (ASL) 的高分类准确性 (≈92.3%).
- 即使在广泛的更新脉冲 (204,800) 之后,也证明了1TFT突触的强大性能.
- 成功实现了神经形态视觉感知能力.
结论:
- 展示的神经形模块为人工智能提供了一个可扩展和节能的解决方案.
- 1TFT突触和1T神经元的垂直集成为未来的神经形态系统提供了一个有希望的架构.
- 该设备显示了对现实世界应用的巨大潜力,例如神经形态视觉传感.
