“在太空也能进行AI运算”……首度验证可耐辐射AI半导体
基于IGZO的突触器件性能保持稳定……发出获取航天用AI半导体核心技术的信号
在宇宙辐射环境中也能正常运行的人工智能(AI)半导体器件,首次由韩国本土研究团队完成验证。这一成果展示了获取在卫星与宇宙探测领域中至关重要的“抗辐射半导体”技术的可能性,被视为今后构建面向宇宙用AI系统自主化基础的重要转折点。
科学技术信息通信部与韩国原子能研究院表示,原子能研究院尖端辐射研究所、Chungbuk National University(忠北大学)教授 Jo Byeongjin 研究团队,以及比利时世界级半导体研究机构 IMEC 的 Yoo Taejin 博士研究团队联合,于宇宙辐射环境下首次在全球范围内验证了可稳定运行的下一代AI半导体器件性能,相关消息于19日公布。
“在20年宇宙辐射下仍可运行”……保持类脑计算性能
随着近期宇宙探测活动扩大,用于人工智能和大数据处理的半导体在极端辐射环境下也需保持稳定运行的需求日益提升。研究团队以下一代半导体材料——氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)为基础,制作了模仿人脑突触的“突触晶体管”,并对其性能进行了验证。
研究团队利用原子能研究院的质子加速器,照射了能量等级为33MeV的高能质子束,这相当于近地轨道卫星暴露在宇宙辐射中20年以上的水平。实验结果显示,虽然出现了部分电流减小,但作为半导体核心的开关动作和突触可塑性仍然保持稳定。
AI运算准确率维持在92%……证明宇宙应用可能性
在辐射环境下对实际AI运算性能的评估结果也较为积极。在基于手写数字图像数据集MNIST的识别类脑计算仿真中,记录了92.61%的高准确率;并通过用于处理时序数据的“储备池计算(Reservoir Computing)”系统,验证了其4比特运算能力。
研究团队表示,本次结果表明,基于IGZO的突触器件即使在极端环境下也可用作类脑计算系统。今后将通过提升技术以进一步降低性能劣化,并扩展至电路层级验证。
本研究在科学技术信息通信部“抗辐射国家战略半导体核心技术开发项目”和基础研究室资助项目的支持下开展,研究成果已刊登在国际学术期刊《Materials Science in Semiconductor Processing》(《半导体工艺材料科学》)3月刊上。
科学技术信息通信部未来战略技术政策官 Oh Daehyun 表示:“这一成果是展示AI系统即便在宇宙等极端环境中也能正常运行的典型案例”,并称“今后将持续支持获取面向宇宙与航空用AI半导体的核心源头技术”。
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