陈惠鹏研究员使用探针台测试半导体器件电学特性。
陈惠鹏研究员（左一）指导研究生使用等离子表面处理仪器对半导体材料进行界面修饰。
东南网10月2日讯（福建日报记者 李珂 文/图）在福州大学平板显示国家地方联合工程实验室的洁净室里，几个包裹防护服的身影在精密仪器间穿梭。光刻机微光下，福州大学研究员陈惠鹏带领团队专注调试设备，对刚制备的电子器件作性能测试——屏幕上跳动的数据，将整理成判断器件优劣的表格。
“任何一粒灰尘都可能毁掉整个器件。”他的声音透过防护面罩传来，“我们做的电子器件，要撑起人工智能显示的未来，容不得半点马虎”。
这位2025年斩获国家青年科学基金A类（原国家杰青）项目的我省省属高校首位交叉科学领域国家杰青，正带领团队以“类脑”之智重构显示技术未来，首创的“神经形态显示”技术，用电子器件复刻大脑运行底层逻辑，在智能显示“高功耗困局”中劈出新路。
“随着用户对显示要求的不断提升，显示耗电量呈指数增长趋势。现在文生视频技术功率远超68万瓦，广告屏耗电大……显示产品年耗电量在全球耗电量中占比大。”谈及痛点，陈惠鹏指出传统显示困在“存算显分离”死胡同的原因。在芯片计算方面，屏幕显示、数据传输效率低，耗能大，而在国家战略层面，人工智能与显示技术融合已成重点，破解功耗难题关乎产业升级。
他的灵感来自人类大脑——仅需10瓦功率就能将文字转化为脑海动态画面的“超级计算机”，远远低于当下热门的文生视频技术的功率。若能让显示技术像大脑一样“高效低耗”，或许能打破僵局。
2016年，“神经形态显示”想法萌芽：用电子器件模拟大脑突触与神经元，让信息感知、处理、显示全链路遵循类脑逻辑，实现“感存算显一体化”，彻底颠覆传统CMOS架构。这相当于要在硬件层面“再造微型大脑”，既能接收外界信息，又能像大脑一样存储、计算与显示，兼顾高效低功耗。
这条路没人走过。团队博士生刘狄记得，初期连“器件如何模拟突触”都要从零摸索。“传统晶体管只有‘开’‘关’两种状态，而大脑突触信号传递是连续变化的。”
为了让电子器件有“类脑记忆”，团队反复试验，构建出具有突触可塑性的电子器件——就像调节水库的水闸，让电子和空穴两条“河流”流量保持最佳平衡，既稳定计算又高效发光。
“最难的是让新架构兼容现有产业。”2021年，刘狄加入该团队，为“神经形态显示”适配冠捷电子显示屏，熬了一年半。冠捷作为全球最大显示器厂商，24寸显示器的系统协议、数据接口都是固定标准，团队技术“从0到1”的创新无参考案例，数模转化不匹配就重设计电路，数据协议对不上就反复调试参数，仅电路方案就推翻上百种。
最终24寸显示器测试数据显示，有效降低屏上驱动功耗99%，整体功耗降低42.9%，刷新率大幅度提升——高分辨率显示屏不再“高刷卡顿”，同时能省下近半功耗。
“做交叉学科研究，就像在不同领域夹缝里开疆拓土。”陈惠鹏本科读电子与物理双学位，在国外读物理学博士时研究高分子物理，博后阶段还在国外实验室做中子散射研究，这份“跨学科履历”成了攻关关键。
“要模拟大脑得懂神经科学，做器件得掌控材料和物理科学，搭显示系统得通晓电路、计算机科学。”团队年轻人常说，跟着陈惠鹏老师“每天都在跳出舒适区”。
为弄清如何用电子器件模拟生物神经递质高效传递，陈惠鹏带领学生扎根实验室，反复讨论并进行试验，创新提出“垂直结构的神经形态晶体管”。这类器件将信号传输距离缩至纳米级，模拟生物突触中“突触前膜”和“突触后膜”之间几十纳米的距离。凭借该成果，团队成功实现利用电子器件，模拟神经递质传递信号的过程，为相关领域研究开辟了新路。
这份深耕换来了沉甸甸的成果。团队在《先进材料》发表综述阐述“神经形态显示”技术全貌；《自然·通讯》两篇论文解决硬件储层计算难题；《细胞》子刊专门评述，韩国院士Cheolmin Park也在顶刊推广这项中国原创技术，更获得60多位中外院士及诺贝尔奖获得者正面评价，让中国在显示前沿领域掌握核心话语权。
“科研不是发论文就结束了，要解决真问题，落地创造价值。”这是陈惠鹏常挂在嘴边的话。2015年，他放弃国外工作回国，既想为家乡福建做贡献，也看到国内对电子科学学科的重视与福州大学国家大学科技园提供的产业化土壤。
如今，陈惠鹏团队的技术已长出产业“根须”，与冠捷电子合作，让“神经形态显示”从实验室走向生产线；与华大九天联手，提供人造突触的电路模拟模块，奠定类脑芯片设计底层基础。
“很多企业不愿碰这个领域，前期投入大、周期长，还面临国际‘卡脖子’风险。”谈及推广难点，陈惠鹏语气凝重，“产业链里哪怕光刻机一个环节被卡，后续就没法推进。”正因如此，他坚持率先布局专利与底层逻辑，实现技术自主可控，弯道超车。
“回国后，有国家项目的支持、大团队协作，才让想法真正变成现实。”陈惠鹏希望更多年轻人投身硬件创新，“省内多做AI软件，我们偏要补AI硬件架构短板。”
如今，陈惠鹏带领团队仍在稳步推进国家青年科学基金项目（A类）《面向显示的神经形态器件》，更多细分领域技术突破正在孕育之中；他们还盯着“双碳”目标测算，若全国手机、电脑大范围应用这项技术，每年将节约巨大的用电量。他们正向着研发“会思考的显示器”的目标持续迈进。
