随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起，数据量呈现爆炸式增长，传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时，摩尔定律逐渐放缓，单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限，通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构，将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统，实现计算能力的飞跃。 目前被广泛使用的经典冯·诺依曼计算架构下数据存储与处理是分离的，存储器与处理器之间通过数据总线进行数据传输，在面向大数据分析等应用场景中，这种计算架构已成为高性能低功耗计算系统的主要瓶颈之一：数据总线的有限带宽严重制约了处理器的性能与效率，且存储器与处理器之间存在严重性能不匹配问题。忆阻器存算一体系统把传统以计算为中心的架构转变为以数据为中心的架构，其直接利用阻变器件进行数据存储与处理，通过将器件组织成为交叉阵列形式，实现存算一体的矩阵向量乘计算。忆阻器存算一体系统可以避免数据在存储和计算中反复搬移带来的时间和能量开销，消除了传统计算系统中的“存储墙”与“功耗墙”问题，可以高效、并行的完成基础的矩阵向量乘计算，未来极有潜力成为支撑人工智能等新兴应用的核心技术。 清华大学吴华强教授团队实现了材料与器件、电路设计、架构和算法的软硬件协同等多方面原始创新，解决了系统精度损失等被广泛关注的难题： 材料与器件创新。科研团队选择了电学特性稳定的二氧化铪作为忆阻层核心材料，提出了通过插入少量氧化铝层来固定离子分布、抑制晶粒间界形成的新理论，提出了引入热增强层的新原理器件结构，成功抑制了忆阻器非理想特性的产生。 电路设计创新。开发了一套忆阻器与晶体管的混合电路设计方法，提出“差分电阻”设计思想，采取源线电流镜限流设计，抑制了忆阻器电路中可能产生的各种计算误差。 算法创新。提出了混合训练算法，仅用小数据量训练神经网络并只更新最后一层网络的权重，即可将存算一体硬件系统的计算精度达到与软件理论值相同的水平。 “技术链”创新。从“单点技术突破”拓展到“技术链突破”，开发了针对忆阻器存算一体芯片的电子设计自动化（EDA）工具，打通了从电路模块设计到系统综合再到芯片验证的设计全流程。 上述理论和方法发表于《自然》《自然·纳米技术》《自然·通讯》等国际顶级期刊，以及被誉为“集成电路奥林匹克”的“国际固态电路大会”等顶级学术会议。研究成果被“国际半导体技术路线图”和30多部综述文章长篇幅引用。团队已在该研究方向申请国内外专利72项，其中30项已获得授权，知识产权完全自主可控。 团队已研制出全球首款忆阻器存算一体芯片和系统，集成了8个忆阻器阵列和完整的外围控制电路，以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了计算设备的算力。全系统的计算能效比当前主流的人工智能计算平台——图形处理器（GPU）高两个数量级。团队还设计了一款基于130nm工艺研制的完整忆阻器存算一体芯片，在MNIST数据集上计算速度已超过市面上28nm工艺的四核CPU产品近20倍，能效有近千倍的优势。

项目成果/简介:随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起，数据量呈现爆炸式增长，传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时，摩尔定律逐渐放缓，单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限，通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构，将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统，实现计算能力的飞跃。

 本项目针对光伏发电分散式接入电网的模式，设计了对电网友好可控的带储能装置的多端口变换器光储一体能源系统。应用环境有公共建筑、工业厂房和居民家庭等有公共电网的地方，或者无公共电网但有电力需求的地方如偏远山区、海岛等，该光储能源系统能够经过自我调节和控制与大电网互为支撑，向重要负载不间断供电等功能。 本项目成功开发50Kw光储一体能源系统，系统含有光伏端口、电池端口和交流端口，光伏组件通过Boost变换器接入直流母线；蓄电池通过双向DC/DC变换器也接在直流母线上；变换器的交流端口可以接电网，也能为三相负载供电，逆变器采用三相四线制结构，直流母线分裂电容的电压均衡由均压桥臂（S11，S12）平衡。本系统有三大特征：采用双路光伏MPPT输入，使安装在不同方向的光伏阵列最大限度获取太阳能；能量采用直流母线汇聚形式，降低了系统损耗和效率；负载接口分为重要负载和可控负载接口，确保系统维持对重要负载的供电，实现能量的平衡自治。 项目具有重大的科研价值，项目成功实现产品转化，将应用于海南某小区几个单元的供电系统，实现能量自给自足、余电上网模式，开启绿色环保、低碳节能的新用电方式。

等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第 4 种物形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体，一般分为热等离子体（平衡等离子体）和低温等离子体（非平衡等离子体），低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用，通常是采用加热或放电的手段产生. 自然界中等离体产生的方式主要包括：电晕放电、介质阻挡放电、火花放电、辉光放电、汤生放电和弧光放电。其中，电晕放电和介质阻挡放电在常温常压环境下就可操作，因而被广泛应用。

项目成果/简介:等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第 4 种物形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体，一般分为热等离子体（平衡等离子体）和低温等离子体（非平衡等离子体），低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用，通常是采用加热或放电的手段产生. 自然界中等离体产生的方

中国烧结钕铁硼磁体生产厂家大部分仍采用传统工艺(普通铸锭、中粗细破碎、气流磨制粉、垂直磁场成型、冷等静压、烧结)生产，烧结钕铁硼用合金大部分是采用模铸(Mold Casting)工艺，严重影响磁体的档次。 日本烧结钕铁硼的生产工艺是合金铸片、氢破碎技术、气流磨、一次磁场成型和烧结。钕铁硼合金铸片生产企业主要有日本三德金属、昭和电工和住金钼，合金品质高，为高档烧结钕铁硼磁体提供优质合金。 鉴于日本生产技术和分工的优越性，中国钕铁硼行业正在逐步采用日本模式。为此，本项目在国家科技攻关重大项目支持下，开发出具有自主知识产权的烧结钕铁硼用合金铸片产业化技术。该技术的优点有：（1）“快冷片”凝固速率比铸锭快，阻止了a-Fe枝晶生成。实验表明：传统工艺稀土总量低于33wt%时铸锭中开始出现枝状a-Fe相，稀土总量越低，铸锭中的a-Fe相越多；快冷厚带工艺只要稀土总量不低于28.5wt%，“快冷片”中就没有a-Fe出现；（2）Nd2Fe14B主相晶粒中有许多富Nd相小片，在氢破碎后形成很多微裂纹，又无大的a-Fe枝晶，因此铸片的粉碎性能很好，确保了在氢破碎和气流磨后可以形成单晶粉末，使粉末定向排列最佳，从而提高磁体的剩磁；（3）“快冷片”中富Nd相分散得很好，使烧结时液相分布最佳，有利于在较低的烧结温度下得到高密度、高矫顽力的磁体；（4）稀土总量可以大大降低，又不会形成缺稀土区域(它会使退磁曲线方形度下降)，这对生产高矫顽力、高磁能积至关重要，同时可以降低Dy、Tb的用量；（5）磁体的氧含量低。

东南大学开发的泡沫铝材料已用于载人航天、卫星平台等高技术项目，研究成果获国家技术发明二等奖。现有技术可制备泡沫铝锭再切割成板，也可利用二次泡沫化技术直接制备获得泡沫铝板，省略切割过程，提供材料出品率，较现有方法的成本更低。

研发阶段/n青砖茶清洁化快速渥堆发酵技术。　　成果简介：传统青砖茶发酵生产周期特别长。原料渥堆时间在夏季要20-30天，在冬季一般为2个月以上；渥堆发酵好的原料进行大堆陈化时，至少需3个月以上的时间。前后算起来，传统青砖茶从原料到可以压制前，至少需耗时4-5个月以上。传统青砖茶整个发酵生产过程，清洁化程度低，占用生产空间严重，人工成本高，且发酵品质难以控制。通过应用本成果技术，青砖茶可以实现从原料到压制成砖，前后仅需20-30天。而且生产的青砖茶香气甜陈，汤色橙红明亮，滋味醇厚，品质优异。全程可以实