韓國科學技術院(KAIST)的研究人員透過協同整合單電晶體神經元和突觸，製造了一種受大腦啟發的高度可伸縮的神經形態硬體。採用標準的矽互補金氧半導體(CMOS)技術，這種神經形態硬體有望降低晶片成本並簡化製造過程。
Yang-Kyu Choi和Sung-Yool Choi領導的研究小組以單電晶體為基礎，製作出了可高度擴充套件的神經形態硬體的神經元和突觸，展示了識別文字和人臉影象的能力。該研究結果刊登在了《科學進展》雜誌上。
神經形態硬體因具有人工智慧功能而備受關注，但由於模仿人類大腦，其功耗不足20瓦。要使神經形態硬體工作，就必須有一個神經元，當整合某個訊號時產生一個尖峰，以及一個突觸，記住兩個神經元之間的連線，就像生物大腦一樣。然而，由於構建在數字或類比電路上的神經元和突觸佔據很大的空間，因此在硬體效率和成本方面存在一定的限制。由於人類大腦由大約1011個神經元和1014個突觸組成，因此要將其應用於移動和物聯網裝置，就必須提高硬體成本。
為了解決這個問題，研究小組用一個電晶體模擬了生物神經元和突觸的行為，並將它們協同整合到一個8英寸的晶片上。製造的神經形態電晶體與目前大量生產的儲存和邏輯電晶體具有相同的結構。此外，神經形態電晶體首次證明，它們可以實現“雙面結構”，即既是神經元又是突觸，就像硬幣有正面和反面一樣。
Yang-Kyu Choi教授表示:“透過將複雜的數字和類比電路中的神經元和突觸替換為一個電晶體，可以大幅降低硬體成本。”第一作者Joon-Kyu Han表示:“我們已經證明，神經元和突觸可以用單個電晶體實現。”“透過使用標準CMOS工藝將單電晶體神經元和突觸在同一晶片上協整合，神經形態硬體的硬體成本得到了提高，這將加速神經形態硬體的商業化。”
該研究得到了美國國家研究基金會(NRF)和積體電路設計教育中心(IDEC)的支援。
