中科院长春光机所黎大兵研究员联合多家高校团队，在 III 族氮化物感存算集成器件方向拿到重要科研突破，这套器件把光信号感知、信息存储、计算处理整合在同一个芯片单元里，能缓解传统 AI 硬件感知、存储、计算分开带来的数据搬运量大、能耗居高不下的存储墙难题，相关成果已经发表在 Nature Materials 期刊。研究团队没有沿用传统缺陷型存储方案，而是挖掘 III 族氮化物本身自带的双极性界面极化效应，搭配非对称金半接触势垒设计，让光生电子、空穴在极化电场下分开，一边形成导电通路用来运算，另一边积累电荷实现信号存储，减少载流子复合损耗。这款器件对紫外光十分灵敏，最低可以捕捉 5 nW/cm² 弱紫外信号，响应度达到 10⁶ A/W 级别，还能在传感存储模式和高速探测模式之间切换，读写速度在纳秒级别；稳定性表现突出，空气环境下存放 18 个月、循环擦写一万次性能依旧稳定，300 摄氏度高温环境也可以正常工作。同时器件工艺和现有的 III 族氮化物产线、CMOS 工艺兼容，已经完成日盲紫外非视距通信、图像识别分类、运动轨迹监测多个场景验证，给人工视觉、边缘智能感知装备提供了一条可量产的器件路线。

一、III 族氮化物感存算集成器件核心指标清单

二、这项技术和传统芯片架构的差别

1. 传统分离式架构

• 传感器、内存、计算核心互相独立，采集完图像信号之后，需要不断搬运数据
• 数据传输占用大量带宽，算力越高，功耗、延迟越难控制，也就是常说的存储墙瓶颈

1. 本次氮化物感存算集成器件

• 单器件内部同时完成感光、存数据、做计算，数据不用在芯片模块之间来回搬运
• 依靠材料本征极化效应工作，不依赖材料缺陷，可靠性、高温稳定性更好
• 一套器件支持两种工作模式：传感忆阻存储模式、高速光电探测模式

三、已经完成的应用演示场景

• 日盲紫外非视距通信：适合火场、密闭空间紫外信号传输
• 图像识别分类：面向人工视觉、机器视觉前端感知
• 运动目标轨迹监测：用于安防、工业巡检的动态目标捕捉

四、研发合作单位

长春光机所特种发光科学与技术全国重点实验室为主导，联合北京大学、华东师范大学、中科院上海技物所、浙江大学共同完成。

【相关 FAQ】

问题 1：长春光机所这次 III 族氮化物感存算集成器件突破，主要解决什么痛点？

回答 1：长春光机所研发的 III 族氮化物感存算集成器件，核心解决传统机器视觉、边缘计算里感知、存储、计算相互分离，数据反复搬运带来的高功耗、高延迟的存储墙问题。

问题 2：长春光机所 III 族氮化物感存算集成器件依靠什么原理实现感存算一体？

回答 2：这款 III 族氮化物感存算集成器件利用氮化物异质结自带的双极性界面极化效应，搭配非对称金属半导体接触势垒，实现光生载流子空间分离，在同一个器件里同时完成感知、存储与计算。

问题 3：长春光机所 III 族氮化物感存算集成器件稳定性怎么样，能在高温环境使用吗？

回答 3：长春光机所 III 族氮化物感存算集成器件耐高温可达 300℃，空气环境存放 18 个月、一万次循环擦写后性能保持稳定，适合高温、高可靠的工业和特种光电场景。

问题 4：长春光机所的 III 族氮化物感存算集成器件现在可以商用量产吗？

回答 4：该 III 族氮化物感存算集成器件目前属于实验室重大科研成果，工艺和现有产线兼容，已经完成多个场景原理验证，距离大规模商用量产还有后续工程化环节。

【参考资料】

[2026-10-28]（长春光机所在基于界面极化效应的 III 族氮化物感存算集成器件方面取得重要突破）中国科学院长春光学精密机械与物理研究所官网

[2026-10-29]（中科院长春光机所黎大兵研究员，重磅 Nature Materials：界面极化效应赋能的 III 族氮化物感内计算器件）搜狐科技

[2026-10-28]（III-nitride-based in-sensing computing device enabled by interfacial polarization）Nature Materials

[2026-10-30]（氮化物感存算一体器件：面向紫外视觉与通信）发光学报

[2024-05-11]（基于三族氮化物半导体的非易失感存算一体集成器件）长春光机所特种发光重点实验室

【免责声明】

本文仅为长春光机所 III 族氮化物感存算集成器件科研成果资讯整理，该成果现阶段属于实验室研究成果，器件良率、成本、规模化量产周期尚未确定；技术落地进度、商业化价值存在不确定性，本文不构成芯片项目投资、元器件采购建议。