近日，西安电子科技大学杭州研究院（西电杭研院）韩根全教授课题组在铁电场效应晶体管（FeFET）存储和存算技术领域取得重要进展，相关研究成果以“Low-power Edge Detection Based on Ferroelectric Field-Effect Transistor”为题发表于《自然•通讯》。
文章第一作者是西电杭研院陈佳佳副教授，在铁电材料器件、相关物理机制以及芯片应用方面有着扎实的研究基础和丰富的研究经验。该工作基于FeFET创新实现了一种新型边缘检测硬件系统，通过匹配单值段同化核（MUSAN）方法，集成于FeFET NAND阵列中，摆脱了传统边缘检测方法对复杂硬件和模数转换器（ADC）的依赖，实现了低功耗、无ADC和高精度的边缘检测。
成果介绍
边缘智能是一种让设备或传感器在本地直接处理数据并做出决策的技术，能提高效率、快速响应，同时保护安全和隐私。图像边缘检测是它的一个重要应用，常用于智能安防、交通和制造等领域。
传统的边缘检测方法计算复杂，耗电多，效率低，不适合资源有限的环境。为了解决这个问题，研究团队基于FeFET芯片实现了一种新的算法和特征匹配技术，硬件设计简单高效，不需要复杂的卷积计算，也不依赖ADC。通过简单的接口，系统能直接通过电流信号来区分信息，大大降低了功耗和硬件复杂度。
实验表明，该系统在每次操作时只消耗极少的能量（——10 fJ），却能高效完成图像边缘检测，且精度稳定。与传统方法相比，它减少了硬件占用和计算复杂度，为边缘计算提供了低功耗的解决方案。
团队表示，这一成果为解决边缘智能功耗和性能问题提供了新思路，也对物联网设备和嵌入式系统的硬件开发有重要影响。未来，该课题组将进一步优化硬件架构，并探索更多基于FeFET技术的应用。这项突破为边缘智能领域的进一步发展奠定了坚实的基础。
西电杭研院韩根全团队（智能芯片与微系统实验室）针对各类智能芯片和微系统开展技术研究和产品开发，团队首席科学家是郝跃院士。团队拥有20多名青年教师，包括国家级（含青年）人才9名和一名外籍全职教授，70%以上的团队成员具有长时间的海外研学经历。团队成立以来已经和国家电网、国企半导体检测公司、陕西空天动力等超过10家企业建立了联合实验室或者密切的合作关系。团队具有存算芯片、电路设计、智能感知与功率器件等多个学科背景，欢迎开展国际化、跨学科的交流与合作。