文献推荐 | 后摩尔时代突围:AI芯片前沿文献深度速递

本文精选AI芯片与集成电路领域优质资源。书籍《AI芯片：科技探索与AGI愿景》从算法、工艺、材料、系统等五大维度展望AGI芯片未来。中文期刊推荐《量子电子学报》，涵盖激光技术与器件、半导体光学等前沿知识。英文期刊推荐上海交大主办的高水平OA刊《Chip》，重点收录人工智能芯片、类脑计算等原创成果，附论文推荐与文献获取方式，方便科研与产业人员查阅参考。

AI芯片：科技探索与AGI愿景

出版社：人民邮电出版社

作者：张臣雄

ISBN：9787115666031

内容简介：

本书旨在从创新的角度探讨AI芯片的现状与未来的发展。内容涵盖AI芯片的类型与架构，深度学习领域中针对大模型和Transformer算法的优化，以及后Transformer时代的新兴算法和计算范式，如超维计算、耦合振荡计算、神经符号计算等。书中还介绍了半导体芯片技术的最新突破，包括芯粒技术、3D堆叠、晶背供电、光刻工艺和新型晶体管架构，以及分子忆阻器和芯片3D打印等颠覆性技术。此外，本书还探讨了使用化学或生物材料制造“AI芯片”的可能性，以及AI芯片在科学发现中的创新应用，展望了“AI科学家”的可能性，以推动科研模式的革新。全书核心内容可分为算法创新、工艺创新、材料创新、应用创新、系统创新五个部分。最后，本书对类脑芯片的系统级创新、具身智能芯片及通用人工智能（AGI）芯片架构未来进行了展望。

量子电子学报

（2025版）复合影响因子：1.114

ISSN：1007-5461

主办单位：中国光学学会基础光学专业委员会、中国科学院合肥物质科学研究院

出版周期：双月

《量子电子学报》创刊于1984年，是中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办的学术期刊。该刊致力于报导量子电子学领域最新的重要实验和理论研究成果。主要栏目有：量子物理、光谱、图像与信息处理、量子光学、激光技术与器件、激光应用、非线性光学、半导体光学、纤维和波导光学等。《量子电子学报》是中国物理学类核心期刊，是科学文摘（SA）、化学文摘（CA）和中国科学引文数据库、中国知网等的源刊和统计源。

期刊网址（可查阅电子版期刊）：

http://lk.hfcas.ac.cn/CN/1007-5461/home.shtml

期刊目录如下：

1）InGaAs SPAD光子符合检测读出电路设计

作者：陈力颖、王辰阳、李榜添、曹凌风、程传同

关键词：单光子雪崩二极管；光子符合检测；动态分配；时间数字转换器；

摘要节选：为了抑制环境光和单光子雪崩二极管（SPAD）的暗计数对读出电路性能的影响，针对InGaAs SPAD，设计了具有光子符合检测功能的读出电路。该设计在淬灭电路中集成了光子符合检测电路，可根据环境光强度选择4个检测档位，仅当时间窗口内检测到的脉冲数达到阈值时，才判定为有效光子事件，从而有效减弱了环境噪声的影响，读出电路的信号背景比可达5.44；在时间数字转换器（TDC）上采用动态分配电路，减少了TDC的数量，功耗和数据量分别降低到非动态分配TDC电路的62.5%和60%。仿真验证结果表明，在SMIC 180 nm BCD工艺下，得益于延迟锁定环的精确控制，该TDC在不同工艺角和工作温度下，均可实现250 ps的分辨率。其转换线性度的最差值分别为：差分非线性为-0.6倍最低有效位（简称LSB），积分非线性为0.2 LSB，两项指标均优于±1 LSB。

2）高线性度高集成度大容差硅基调制器

作者：张宇煊、李美欣、姜浩、王浩然、罗丹妮、张赞允

关键词：硅基高线性度调制器；微波光子学；欧拉弯曲波导；三阶互调失真；

摘要节选：微波光子学链路对调制器的线性度提出了极高要求，传统硅基微环辅助马赫-曾德尔高线性度调制器（RAMZM）因制造容差小、集成度低而难以大规模应用。本文提出了一种高容差、高集成度的RAMZM，以欧拉弯曲波导代替常规圆波导，在3 µm极限弯曲半径下实现-0.0034 dB的超低插入损耗；通过将微环耦合在马赫-曾德尔干涉仪内部，相比于微环外置的方案，有效缩减了器件面积；通过引入可调耦合区使得该调制器工艺容差扩展至±18 nm。

Chip

2024年影响因子：7.1

ISSN：2709-4723

涉及方向：人工智能芯片、类脑计算、量子芯片

出版语言：英语

出版周期：季刊

本期刊由上海交通大学主办、Elsevier全球发行，是入选中国科技期刊卓越行动计划的高水平英文OA期刊。该刊聚焦后摩尔时代各类前沿芯片技术，重点收录人工智能芯片、类脑计算、量子芯片、新型计算架构、芯片器件与工艺等领域原创成果，已被SCIE、EI、Scopus、CNKI等主流数据库收录，2024年影响因子为7.1，位列中科院2区、JCR Q1区，在集成电路与智能硬件领域具备较高国际学术影响力。

期刊网址：https://www.sciencedirect.com/journal/chip

期刊目录页：

1）Low-dimensional silicon for neuromorphic computing

用于神经形态计算的低维硅

作者：Muhammad Malik, Yue Wang, Zhenyi Ni, Muhammad Abid Anwar, Chenhao Wang, Khurram Shehzad, Ayaz Ali, Nasir Ali, Srikrishna Chanakya Bodepudi, Xiaodong Pi, Bin Yu, Yang Xu

摘要节选：微纳电子领域科研人员正积极研究基于低维材料的神经形态系统，旨在研制性能突破摩尔定律限制的器件系统。材料制备、器件加工与表征技术的不断革新，以及兼具磁、铁电、极化等特性的多种异质材料集成技术的发展，推动了该方向的研究探索。硅基半导体技术历经百年发展，在全球市场占据主导地位，是神经形态计算系统早期研发的基石。互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片的性能主要由硅的体材料特性决定；而硅纳米线、量子点、纳米晶、纳米片等低维硅结构，同样展现出优异的传感与存储性能。依托这类独特物性，低维硅可模拟突触响应特性，性能与氧化物薄膜、二维材料、铁电材料等新型神经形态器件持平。本文综述了低维硅基神经形态器件的最新研究进展，重点阐述其在突触模拟、信息存储与传感探测方面的应用潜力；从材料改性到系统集成层面，梳理了硅纳米结构在类脑计算异质集成方案中的关键作用；最后总结现阶段存在的技术瓶颈，并为硅基纳米材料在神经形态计算领域的后续发展指明研究路线。

2）Anisotropic two-dimensional transistors for polarization photodetectors and neuromorphic applications

各向异性二维晶体管用于偏振光探测器和神经形态应用

作者：Xu Yu, Yanran Li, Honglin Song, Rong Lu, Kaiyun Gou, Jie Jiang

摘要节选：各向异性二维材料近些年已成为材料科学领域的新兴研究热点。这类材料具备各向异性电子输运特性与偏振相关光学响应，在新一代光电器件中拥有广阔应用前景。已有大量研究证实，各向异性二维晶体管在神经形态器件方向潜力突出，对人工智能与类脑芯片的研发具备重要意义，但目前尚缺少针对该方向的深度综述。本文首先介绍各向异性二维材料独特的光电性能，梳理其制备工艺与相关光电器件研究现状；随后综述各向异性光电晶体管在神经形态领域的研究进展，涵盖偏振图像处理、智能信息加密、偏振导航等应用场景；最后剖析现存技术难题，并对后续发展方向进行展望。

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