在浦项科技大学取得的一项重大突破可能会极大地提高人工智能的速度和设备效率。

研究人员首次解码了电化学随机存取存储器（ECRAM）的工作原理，他们使用一种特殊技术，即使在极端温度下也能观察电子的内部行为。这一隐藏机制（即氧空位为电子提供捷径）或能解锁运行速度更快的AI系统，以及待机时间更长的智能手机、笔记本电脑和平板电脑。

浦项科技大学取得突破：提高人工智能效率

随着人工智能（AI）的不断发展，浦项科技大学（Pohang University of Science and Technology）的研究人员取得了重大突破，有望大幅提高人工智能技术的速度和效率。

来自浦项科技大学材料科学与工程系和半导体工程系的金世勇教授和权真炯博士，与来自IBM托马斯·约翰·沃森研究中心的奥基·古纳万博士携手合作，首次揭示了电化学随机存取存储器（ECRAM[1]）的隐藏运行机制。ECRAM被视为推动人工智能发展的下一代前沿技术。他们这一开创性的研究成果近日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。

揭示ECRAM的隐藏机制

随着人工智能能力的增强，对数据处理速度和效率的要求也随之提高。传统的计算架构将数据存储（即“内存”）与数据处理（即“处理器”）分开，这导致了极大的效率损失，因为需要在两个单元之间不断传输数据，既耗时又耗能。为了解决这一问题，研究人员一直在探索一种名为“内存计算”的新方法。

“内存计算（In-Memory Computing）”技术能够在内存中直接进行计算，从而无需移动数据，实现更快、更高效的运算。阻变存储器（ECRAM）是实现这一理念的关键技术。ECRAM器件利用离子运动来存储和处理信息，能够持续以模拟方式存储数据。然而，了解其复杂的结构和高阻氧化物材料极具挑战性，严重阻碍了其商业化进程。

ECRAM：为内存计算提供动力

为解决这一问题，研究团队开发了使用氧化钨的多端结构ECRAM器件，并应用了“平行偶极线霍尔系统”【2】，使得人们可以从超低温度（-223°C，50K）到室温（300K）观察内部电子动态。

他们首次观察到，阻变存储器中的氧空位形成了浅施主能级（约0.1电子伏特），有效构建了电子自由移动的“捷径”。阻变存储器并非只是简单地增加电子数量，而是从本质上创造了一种便于电子传输的环境。至关重要的是，即使在极低温度下，该机制也依然保持稳定，证明了阻变存储器器件的稳健性和耐久性。

揭示超低温度下的电子捷径

浦项科技大学（POSTECH）的金世勇（Seyoung Kim）教授强调：“这项研究意义重大，因为它通过实验阐明了电化学阻变存储器（ECRAM）在不同温度下的转换机制。该技术的商业化将有助于提高智能手机、平板电脑和笔记本电脑等设备的AI性能和电池续航时间。”

参考文献：《通过变温霍尔测量揭示ECRAM开关机制以加速人工智能计算》，由权玄静、崔俊永、韩承珉、金恩浩、金蔡润、保罗·所罗门、李俊勇、金道尹、申秉夏、李德华、古纳万·奥基和金世勇撰写，发表于2025年3月19日，《自然·通讯》。DOI：10.1038/s41467-025-58004-0

本研究得到了由韩国贸易、工业和能源部 (MOTIE) 资助的韩国半导体未来技术合作计划 (K-CHIPS) 的支持。