對于已經開辟出多種用途的半導體技術來說,尚未開拓的應用領域之一就是人體。可模仿大腦活動進行靈活的運算處理,或者由芯片刺激神經以抑制疾病的發作——這類與人體相關的技術開發越來越活躍。
通過固體元件制作神經元和突觸
“IEDM 2012”上不斷出現通過CMOS電路實現神經通路中神經元功能的成果,以及通過ReRAM存儲元件實現突觸功能的成果
在2012年12月的“IEDM(International ElectronDevices Meeting)2012”上,三家研究機構相繼發布了通過CMOS電路和可變電阻式存儲器(ReRAM),再現由神經細胞(Neuron,神經元)和突觸(Synapse)構成的神經通路的成果。這是一次利用固體元件實現像大腦一樣具有學習功能,可根據輸入信息靈活改變構造的運算電路的嘗試。
ReRAM存儲元件具有電阻值根據加載電壓逐漸變化的性質。該性質類似于決定信息存儲強度的突觸結合強度,隨著在突觸間交換的信號轉導量而發生變化的現象。也就是說,如果將ReRAM存儲元件當做突觸的話,可以與起到神經元作用的CMOS電路組合使用,制作出擁有學習功能的運算電路。韓國光州科學技術學院(Gwangju Institute of Science and Technology)等研發小組根據這個思路,開發出了可通過學習進行圖案識別的半導體電路。
在將于2013年2月舉行的“ISSCC(International Solid-State Circuits Conference)2013”上,臺灣研發小組將發布可實時檢測癲癇的發作情況并刺激神經,從而抑制癲癇發作的SoC(System on a Chip)。芯片面積不到14mm2,支持無線供電,可嵌入體內使用。