分享美光在今年VLSI上的報告,論述和展望AI 時代記憶體技術創新。美光支出,當前高頻寬記憶體(HBM)憑藉矽通孔3D 堆疊架構,成為 AI 加速晶片的標配,顯著提升資料吞吐效率與能效,但記憶體系統佔加速器總功耗的 25%~40%,需通過混合銅鍵合、先進 CMOS 工藝持續降低單位位元能耗,同時依靠雙層 ECC 機制保障大規模部署下的資料可靠性。傳統平面 DRAM 仍在持續微縮,通過埋柵、三面柵鰭式訪問器件實現超低關斷電流與高導通電流,配合高 k 介質電容、高 k 金屬柵外圍 CMOS 工藝,同步實現容量提升、功耗下降與面積效率最佳化。
面向未來十年,DRAM 將從平面走向 3D 堆疊架構,通過多層 1T-1C 儲存陣列與晶圓鍵合技術實現容量躍升,核心挑戰在於低缺陷外延生長、高深寬比工藝控制與鍵合對準精度。先進封裝是系統級性能突破的關鍵,2.5D/3D 異構整合可縮短資料傳輸路徑,需協同解決熱管理、供電網路與機械應力問題。新興儲存中,鐵電 NVDRAM 是目前唯一達到近 DRAM 性能的非易失方案,具備高耐久、低延遲特性,可為 AI 負載提供大容量記憶體擴展與非易失功能。
報告主要內容
AI 算力增長下的記憶體牆困境