1.北航集成电路科学与工程学院于《Nature Communications》发表重要研究成果：皮秒尺度全电学垂直磁矩翻转
2.清华大学章明星：大模型推理和优化部署技术开源实现 | 2025全球工程前沿
1.北航集成电路科学与工程学院于《Nature Communications》发表重要研究成果：皮秒尺度全电学垂直磁矩翻转
近日，北京航空航天大学集成电路科学与工程学院赵巍胜教授、张悦教授团队在超快自旋电子器件领域取得突破性进展。团队基于CoTb/Ti/CoFeB/MgO多层膜结构，利用亚铁磁材料CoTb中稀土元素Tb带来的强自旋轨道耦合效应，实现皮秒尺度的全电学垂直磁矩翻转，最短写入脉宽达16ps，单比特功耗低至41fJ，刷新当前国际同类器件的最优纪录，推动自旋电子器件迈向太赫兹（THz）超快工作频段。相关研究成果以“Picosecond all-electrical perpendicular magnetization switching”为题，发表于国际顶级综合期刊《自然通讯》（Nature Communications）。
基于自旋轨道矩（SOT）写入的自旋电子器件具备非易失、高速、低功耗等突出优势，是后摩尔时代支撑存算一体架构的重要技术。尽管已有研究实现了皮秒尺度SOT驱动的垂直磁矩翻转，但均需依赖强外磁场才能完成确定性写入，因此无外磁场条件下实现垂直磁矩的皮秒尺度全电学翻转，仍是领域内亟待突破的核心难题。目前，传统无场SOT器件的磁矩翻转速度仅停留在纳秒量级，工作频率局限于吉赫兹（GHz）频段，且功耗偏高，难以满足下一代芯片在速度与功耗层面的严苛要求。
图1 在CoTb/Ti/CoFeB/MgO结构中实现SOT驱动垂直磁矩的无场翻转
针对这一核心难题，团队设计并制备CoTb/Ti/CoFeB/MgO多层膜结构（图1）。通过工艺调控，使自旋源CoTb层获得稳定的面内磁各向异性，从而同时产生面内与面外自旋流，打破传统SOT器件的对称性限制，实现无外磁场辅助的垂直磁矩翻转。亚铁磁材料具有反铁磁耦合的双亚晶格结构，兼具低饱和磁化强度与高矫顽场，能有效抑制杂散场干扰、提升磁矩热稳定性，进而显著提升器件集成度。同时，Tb元素带来的强自旋轨道耦合效应，可显著提升电荷–自旋转换效率，有效降低器件临界翻转电流。通过组分调控，团队将自旋极化角η稳定在55°，接近理论最优值，为器件实现超快、低功耗的无场相干翻转奠定了关键基础。
图2 皮秒SOT驱动垂直磁矩无场翻转
团队进一步搭建基于光电导开关的皮秒电脉冲测试平台（图2）。该平台以两套独立皮秒脉冲源为核心，脉冲源采用低温GaAs衬底制备，可通过调控激光功率精确调节皮秒脉冲宽度，并结合偏置电压调控脉冲幅值。依托该平台，团队在基于亚铁磁CoTb的器件中成功实现16ps超短脉冲驱动下的垂直磁矩无场翻转；作为对比，以铁磁Co为自旋源的器件最短翻转脉宽仅为36ps。在全脉宽范围内，基于CoTb的器件始终具备更低的临界翻转电流，最优翻转能耗低至41fJ/bit，较传统铁磁器件降低一个数量级。与国际已报道成果相比，本工作同时实现了最短写入脉宽与最低功耗的双重突破（图3）。
图3 皮秒SOT无场翻转磁矩的能效分析
为进一步阐明皮秒尺度SOT无场翻转磁矩的内在机理，团队结合微磁学模拟与理论建模开展深入研究（图4）。结果表明，本研究工作获得的自旋极化角η=55°，能够在皮秒尺度下实现磁矩稳定高效的相干翻转。通过对比不同自旋极化角下的磁矩动力学行为，团队明确了面内与面外自旋流对翻转模式的关键影响，并证实提升自旋霍尔角可在全脉宽范围内有效降低翻转能耗，与实验结果高度一致。理论建模表明，皮秒尺度下的最优自旋极化角为45°，可同时实现超高速与超低功耗的磁矩翻转，为高性能SOT自旋电子器件的优化设计提供了重要理论支撑。
图4 皮秒SOT无场翻转磁矩的微磁学模拟
该研究工作利用亚铁磁CoTb的独特物性优势，首次实现皮秒尺度、全电学、超低功耗的垂直磁矩翻转，一举突破传统SOT器件对外场依赖、功耗偏高、速度受限等三大瓶颈。该成果不仅有效提升自旋电子器件的工作频率，推动器件性能向THz频段拓展，同时兼具高密度、可晶圆级制备及与CMOS工艺兼容等优势，为新一代超低功耗、超快自旋电子器件的发展提供关键技术支撑。
北航集成电路科学与工程学院2022级博士生何宇、2021级博士生肖晨、2026届博士毕业生林克廉、张昆副教授、张博宇副教授和郑臻益副教授为共同第一作者，张悦教授、赵巍胜教授为共同通讯作者，北京航空航天大学为第一完成单位。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目的支撑。
论文原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-026-72582-7（北航集成电路科学与工程学院）
2.清华大学章明星：大模型推理和优化部署技术开源实现 | 2025全球工程前沿
随着大语言模型（large language model，LLM）和多模态基础模型在自然语言处理、计算机视觉、代码生成等领域的广泛应用，其推理效率与部署可扩展性正成为制约产业化落地的关键瓶颈。为应对这一挑战，开源社区与产业界正加速推进大模型在推理加速、内存压缩、异构硬件适配、分布式部署等方面的优化技术研究，并致力于提供可复用、可扩展的开源实现。
该工程前沿聚焦于以下几个核心方向：① 以张量并行与流水线并行为代表的并行策略实现，用于支持百亿级至万亿级模型的分布式部署；② 模型量化、剪枝与蒸馏等轻量化技术，以减少推理时的计算与存储开销；③ 适配多样化硬件架构（如 GPU、TPU、ASIC、FPGA 等）的推理编译优化；④ 低延迟推理与弹性服务调度机制，以支撑在线服务与边缘计算场景；⑤ 标准化的开源工具链构建，如 vLLM、SGLang、llama.cpp、TensorRT-LLM、LMDeploy、KTransformers 等，推动行业生态协同发展。
未来趋势将进一步体现为“异构融合、高效弹性、自治部署、全链条开源”的综合能力建设，推动大模型由“能用”向“高效可用”演进，从而支持智能化应用在千行百业的规模化部署。
该前沿主题2019—2024年核心专利公开总量、被引情况和平均公开时间见表3.15，逐年公开量见表3.16。
内容取自《全球工程前沿2025》
章明星，清华大学副教授，开源项目 Mooncake 和 KTransforemers 发起人。主要从事内存系统研究，在 OSDI、SOSP、ASPLOS、HPCA、EuroSys 等国际顶级会议或期刊上发表论文30余篇，其中包括 FAST 最佳论文、SIGSOFT 杰出论文和国内高校首篇 OSDI。曾获奥林帕斯百万大奖、ChinaSys 新星和优博奖，IEEE TCSC 优博，入选中国科协青年人才托举计划，担任科技部重点研发项目课题负责人。曾任深信服首席算法技术专家，创新研究院院长，相关孵化产品应用于数万家客户。
关于本刊
ENGINEERING Information Technology & Electronic Engineering（简称EITEE，中文名《工程·信息与电子工程（英文）》，ISSN 3069-8928，CN 33-1439/TP）是中国工程院院刊信息与电子工程领域子刊，SCI-E、EI收录。前身为2010年创办的《浙江大学学报英文版C辑：计算机与电子》，2015年更名为Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering，2026年改为现名。覆盖计算机、信息与通信、控制、电子、光仪等领域。实行双向匿名国际同行评审制，初次转达意见一般在2~3个月内。
荣获中国科协等七部委推出的中国科技期刊卓越行动计划项目资助（一期和二期，梯队期刊）。入选信息通信领域（中国通信学会组织评选）和计算领域（中国计算机学会组织评选）高质量科技期刊分级目录，均被列为最高的T1级别；入选第七版中国计算机学会推荐国际学术会议和期刊目录（交叉/综合/新兴）和中国人工智能学会推荐国际学术会议和国际/国内期刊目录（人工智能基础与综合领域，B类国际期刊）。（信息与电子工程前沿FITEE）
3.东南大学闵红旗、曾勇等丨 低空无人机集群通感一体化：新机遇与挑战 | EITEE
随着低空经济快速发展，低空无人机集群正成为第六代（6G）移动通信网络的重要组成部分，助力实现“全域覆盖”与“万物智联”。通感一体化（ISAC）技术通过共享基站、天线、射频链路、信号波形等无线基础设施与资源，将感知功能深度融入通信网络，从而显著提升低空无人机集群的性能。本文梳理低空无人机集群ISAC系统的研究现状，分析由无人机集群的“低慢小”、高密度、大规模、复杂低空环境及高协同性要求等关键特征带来的新挑战，展望未来部署愿景，并提出面向低空无人机集群ISAC系统的“十个一”指标。为实现这些面向未来无人机集群ISAC的关键性能指标，探讨了若干前景技术，包括超大规模多输入多输出（XL-MIMO）、稀疏XL-MIMO、可重构天线阵列等新型阵列架构，稀疏时频资源分配，以及信道知识地图。此外，讨论将无人机集群用作低空ISAC平台的潜力。最后，展望未来研究方向，为低空无人机集群ISAC系统的设计与研发提供参考。
关键词：
无人机集群；通感一体化；稀疏超大规模多输入多输出；可重构天线阵列；稀疏时频资源分配；信道知识地图
作者：
闵红旗1，杨定邦1，戚晨皓1，曾勇1,2
单位：
1东南大学移动通信全国重点实验室，中国南京市，210096
2紫金山实验室，中国南京市，211111
本文引用格式：
Hongqi MIN, Dingbang YANG, Chenhao QI, Yong ZENG, 2026. Low-altitude UAV swarm ISAC: new opportunities and challenges. ENGINEERING Information Technology & Electronic Engineering, 27(4):260030.
https://doi.org/10.1631/ENG.ITEE.2026.0030
本文精要导读：
（信息与电子工程前沿FITEE）
