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隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計(jì)算需求。與此同時(shí)，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計(jì)算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。 目前被廣泛使用的經(jīng)典馮·諾依曼計(jì)算架構(gòu)下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理是分離的，存儲(chǔ)器與處理器之間通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在面向大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用場(chǎng)景中，這種計(jì)算架構(gòu)已成為高性能低功耗計(jì)算系統(tǒng)的主要瓶頸之一：數(shù)據(jù)總線的有限帶寬嚴(yán)重制約了處理器的性能與效率，且存儲(chǔ)器與處理器之間存在嚴(yán)重性能不匹配問題。憶阻器存算一體系統(tǒng)把傳統(tǒng)以計(jì)算為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為中心的架構(gòu)，其直接利用阻變器件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理，通過將器件組織成為交叉陣列形式，實(shí)現(xiàn)存算一體的矩陣向量乘計(jì)算。憶阻器存算一體系統(tǒng)可以避免數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和計(jì)算中反復(fù)搬移帶來的時(shí)間和能量開銷，消除了傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)中的“存儲(chǔ)墻”與“功耗墻”問題，可以高效、并行的完成基礎(chǔ)的矩陣向量乘計(jì)算，未來極有潛力成為支撐人工智能等新興應(yīng)用的核心技術(shù)。 清華大學(xué)吳華強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了材料與器件、電路設(shè)計(jì)、架構(gòu)和算法的軟硬件協(xié)同等多方面原始創(chuàng)新，解決了系統(tǒng)精度損失等被廣泛關(guān)注的難題： 材料與器件創(chuàng)新。科研團(tuán)隊(duì)選擇了電學(xué)特性穩(wěn)定的二氧化鉿作為憶阻層核心材料，提出了通過插入少量氧化鋁層來固定離子分布、抑制晶粒間界形成的新理論，提出了引入熱增強(qiáng)層的新原理器件結(jié)構(gòu)，成功抑制了憶阻器非理想特性的產(chǎn)生。 電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新。開發(fā)了一套憶阻器與晶體管的混合電路設(shè)計(jì)方法，提出“差分電阻”設(shè)計(jì)思想，采取源線電流鏡限流設(shè)計(jì)，抑制了憶阻器電路中可能產(chǎn)生的各種計(jì)算誤差。 算法創(chuàng)新。提出了混合訓(xùn)練算法，僅用小數(shù)據(jù)量訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并只更新最后一層網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，即可將存算一體硬件系統(tǒng)的計(jì)算精度達(dá)到與軟件理論值相同的水平。 “技術(shù)鏈”創(chuàng)新。從“單點(diǎn)技術(shù)突破”拓展到“技術(shù)鏈突破”，開發(fā)了針對(duì)憶阻器存算一體芯片的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具，打通了從電路模塊設(shè)計(jì)到系統(tǒng)綜合再到芯片驗(yàn)證的設(shè)計(jì)全流程。 上述理論和方法發(fā)表于《自然》《自然·納米技術(shù)》《自然·通訊》等國(guó)際頂級(jí)期刊，以及被譽(yù)為“集成電路奧林匹克”的“國(guó)際固態(tài)電路大會(huì)”等頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議。研究成果被“國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖”和30多部綜述文章長(zhǎng)篇幅引用。團(tuán)隊(duì)已在該研究方向申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利72項(xiàng)，其中30項(xiàng)已獲得授權(quán)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)完全自主可控。 團(tuán)隊(duì)已研制出全球首款憶阻器存算一體芯片和系統(tǒng)，集成了8個(gè)憶阻器陣列和完整的外圍控制電路，以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了計(jì)算設(shè)備的算力。全系統(tǒng)的計(jì)算能效比當(dāng)前主流的人工智能計(jì)算平臺(tái)——圖形處理器（GPU）高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一款基于130nm工藝研制的完整憶阻器存算一體芯片，在MNIST數(shù)據(jù)集上計(jì)算速度已超過市面上28nm工藝的四核CPU產(chǎn)品近20倍，能效有近千倍的優(yōu)勢(shì)。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計(jì)算需求。與此同時(shí)，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計(jì)算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。

現(xiàn)有的有機(jī)氮測(cè)定方法主要基于差減法，存在多方面測(cè)定的累加誤差，結(jié)果難免不夠精確和可靠。本發(fā)明技術(shù)是一種體積排阻色譜聯(lián)用型氮檢測(cè)器及應(yīng)用，其對(duì)有機(jī)氮的檢測(cè)原理在于通過體積排阻色譜柱實(shí)現(xiàn)有機(jī)氮和無機(jī)氮的分離，然后通過石英螺旋管結(jié)合紫外氧化的方式將有機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，通過紫外檢測(cè)器檢查硝態(tài)氮在220nm的紫外吸收，實(shí)現(xiàn)定量分析。

本發(fā)明公開了一種井間并行電阻率 CT 測(cè)試方法，是對(duì)鉆孔間地質(zhì)條件及構(gòu)造特征進(jìn)行探查的一種物探技術(shù)。通過在兩兩鉆井之間布置測(cè)試系統(tǒng)，形成 64 個(gè)電極的井間測(cè)線，采用并行電法數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行單極或偶極供電與測(cè)試，獲得井間電性采集數(shù)據(jù)，形成井間不同電極間層析數(shù)據(jù)體。通過井間電阻率層析成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試區(qū)域電阻率及激電參數(shù)成像，進(jìn)一步評(píng)價(jià)其巖層及構(gòu)造特征狀況，獲得地質(zhì)解釋成果及認(rèn)識(shí)。該套測(cè)試系統(tǒng)可完成 1200m 深井的數(shù)據(jù)采集。

甲醇制烯烴(MTO)是最有希望替代傳統(tǒng)石油裂解制取烯烴路線的新興工藝,而MTOI藝的研究重點(diǎn)在于催化劑的開發(fā)。本技術(shù)以甲醇制烯烴反應(yīng)為對(duì)象,開展了SAPO-34分子篩催化劑的制備與性能評(píng)價(jià),并基于篩選確定的最優(yōu)催化劑,完成了甲醇制烯烴本征動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,建立了與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)良好相容的本征動(dòng)力學(xué)模型。采用水熱法合成SAPO-34分子篩,晶化溫度為200℃,晶化時(shí)間為48h,動(dòng)態(tài)晶化。在一定的原料配方下,通過性能評(píng)價(jià)和XRD、SEM和TPD等表征相結(jié)合的方式,考察了雙模板劑配比、硅鋁比、磷鋁比對(duì)SAPO-34分子篩性能的影響。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)考察的雙模板劑配比范圍內(nèi)均能合成出SAPO-34分子篩,合成的分子篩具有相對(duì)最好的MTO催化性能,總低碳烯烴(乙烯+丙烯)收率達(dá)到87.7%。在雙模板劑下過低的硅鋁比會(huì)影響SAPO-34分子篩的晶相結(jié)構(gòu),導(dǎo)致SAPO-5混晶的生成,相對(duì)適宜的硅鋁比為0.4。磷鋁比影響分子篩合成的初始凝膠PH值,過高或過低均不利于SAPO-34分子篩MTO性能的提高,相對(duì)適宜磷鋁比為1.0。以原位合成法考察了La、Ce和Y三種稀土金屬離子對(duì)SAPO-34的改性作用。

硫磺分解磷石膏制酸的新思路，突破了硫磺低溫分解磷石膏制酸的關(guān)鍵技術(shù)，2014年建成萬噸級(jí)工業(yè)示范工程裝置，實(shí)現(xiàn)磷石膏資源中的硫和鈣循環(huán)利用，降低磷石膏制硫酸的生產(chǎn)成本，打破制約磷化工發(fā)展的瓶頸，推動(dòng)磷化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

已有樣品/n本實(shí)用新型公開了一種車載含水乙醇低溫重整制氫裝置，其原理是利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱將含水乙醇經(jīng)過兩級(jí)催化重整為富氫氣體，再將富氫氣體通入汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與燃油進(jìn)行混合燃燒。本實(shí)用新型利用兩級(jí)蜂窩鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的催化劑接觸表面積，有利于重整制氫裝置的小型化，使車載在線產(chǎn)氫的目的成為可能；兩級(jí)催化的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了催化劑的相互協(xié)同作用，解決了使用單一催化劑乙醇轉(zhuǎn)化效率和氫氣選擇性較低等問題；在低溫環(huán)境下通過堿性催化劑的相互協(xié)同作用，解決了催化劑的燒結(jié)和積炭問題，提高了催化劑的使用壽命。本實(shí)用新型利用汽車尾氣余熱，實(shí)現(xiàn)了汽車在線摻氫的目的以及提高化石燃料的燃燒效率，降低了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有害物質(zhì)的排放量。