李清江：给智能芯片装上最灵敏的“突触”

原标题：李清江：给智能芯片装上最灵敏的“突触”

过去十年，国防科技大学电子科学学院副研究员李清江的科研工作就围着“忆阻器”转。

这是智能芯片中一种有“记忆”的电阻开关，它会根据电压或电流历史而动态改变电阻状态。“忆阻器是一种新型电子元件，其特性与人类大脑中的信息处理基本单元——神经突触很相似，它具有超小的尺寸、极快的擦写速度以及超长的擦写寿命。”李清江对科技日报记者说，他及团队成员要做的就是通过设计优化忆阻器，给智能芯片装上最灵敏的“突触”。

近日，共青团中央公布了2021年“全国向上向善好青年”名单，李清江榜上有名。

证明经典理论无误

谈到科研路上的“关键点”，李清江说起了8年前的一个深夜。

2013年，德国学者在国际权威刊物上发表论文，展示了某型忆阻器的非零交叉特性，而这与忆阻器经典理论不一致，由此提出忆阻器理论存在错误，引发国际学术争议。

那天深夜，刚刚留校任教的李清江在查阅文献时，看到了这篇论文。这给他带来巨大的冲击，以至夜不能寐。

李清江反复思忖，如果德国学者的质疑为真，则无异于给原始理论判了“死刑”，但真是如此吗？“不信邪”的他开始了反复的理论分析、实验测试、结果比对……

一次又一次的结果都表明德国学者的结论是正确的，但他总觉得哪里不对劲？到底是哪里出了问题？

一次测试中，极度疲惫的他忘记关闭直流电信号，但就是这次“不小心”，让他发现了问题的关键。他紧盯着忆阻器测试仪器上出现的规律曲线，敏锐地意识到该现象可能预示着器件中存在共生特性，这让他极度兴奋。他连夜撰写测试方案、反复进行实验验证，最终成功揭示了忆阻器非零交叉特性的物理机理，并首次实测证实了器件中忆阻、忆容和忆感三种记忆特性的共存，进而证明了经典忆阻器理论无误。

相关研究成果被“忆阻器之父”、美国加州大学伯克利分校教授蔡少棠评价为“忆阻器研究中的又一个里程碑式的工作”，认为其对忆阻器的设计、制备与电路应用具有重要的指导意义。

突破智能芯片技术瓶颈

2018年，在一次项目研讨会上，李清江了解到我国某重大航天工程的星上处理机存在架构复杂、能耗高、智能化程度低等问题，极大制约工程的效能发挥。

会后，他找到某航天工程团队技术专家深入探讨，了解星上处理机的架构、功能，同时思考可能的解决方案与技术细节。

经过半个月的研究，李清江提出解决问题的新思路：利用新型忆阻器开发下一代智能计算芯片和智能星上处理机，并与团队成员论证方案的可行性与预期效益。

“忆阻器属于世界前沿研究，但它还没有迈入应用阶段。方案虽可行，但能否成功，谁也无法预料。”有人提出质疑。

“我们一定可以！”李清江暗下决心。

为了不耽误进度，李清江和同事日夜奋战，仅用2年时间就突破了多项核心技术，成功设计出多核可配置忆阻器类脑计算芯片，首轮流片即成功。他还以此芯片为基础，开发出国内首套红外图像智能处理机样机，并在某系统星载预处理中得到应用验证，处理能效相比现有系统提升了1个数量级。

为打赢未来战争培养人才

获悉李清江入选“全国向上向善好青年”名单，他身边的领导、同事一点都不意外。

“清江老师是我的榜样。”李清江课题组成员、国防科技大学讲师宋兵说，“对待科研工作，他非常严谨，不放过每处细节，并且善于从容易被忽视的地方发现问题。我在攻读博士学位时，每当遇到实验瓶颈，他总会认真帮我看实验记录，并给予我启发，使我顺利攻克了高开关比选通管设计制备关键技术，完成了博士学业。后来留校和他成为同事，在一起共事的过程中，我更能体会到他对细节的执着，这种精神一直影响着我。”