[专栏]“10纳米以下DRAM容量扩大至100Gb” 三星押注AI内存

by Park Sunmi

Published 23 Oct.2023 06:30(KST)

Updated 23 Oct.2023 07:09(KST)

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次世代11纳米级DRAM开发顺利
10纳米及以下DRAM将引入3D新结构
HBM3量产中次世代HBM3E正供应样品

“凭借压倒性的技术实力，把D-RAM和NAND闪存的集成度提升到业界最高水平。”（Samsung Electronics存储事业部社长 Lee Jeongbae）

负责统筹Samsung Electronics存储事业部的社长Lee Jeongbae，将人工智能（AI）时代Samsung Electronics存储半导体战略的重点，放在实现业界最高水平的D-RAM和NAND集成度，以及由此开发出高性能·大容量·低功耗的产品阵容上。当地时间本月20日，在美国硅谷以“重新定义存储的角色”为主题举行的“Samsung Memory Tech Day 2023”上，Lee社长公开了这一Samsung Electronics的存储解决方案战略。此次战略与他此前通过Samsung Electronics半导体新闻室表示的决心一脉相承，即在AI时代需要差异化存储器的环境下，将致力于提升集成度和开发全新存储解决方案。

当地时间10月20日，在美国硅谷举行的“三星存储器技术日2023”活动上，存储器事业部社长 Lee Jeongbae 正在发表演讲。

Samsung Electronics将战略焦点对准将在超大规模AI时代发挥主导作用的下一代存储解决方案，原因在于：虽然当前存储半导体市场因信息技术（IT）终端需求放缓而经历起伏，但迎接AI时代后，高增长被普遍看好。市场调研机构Omdia预测，存储半导体市场规模将从2022年的1440亿美元下降至2023年的895亿美元。但其判断，从2024年起将重新步入增长轨道，预计2024年为1102亿美元、2025年1578亿美元、2026年1845亿美元、2027年1813亿美元。2023年至2027年的年均增长率高达19.3%。

自1993年以来连续30年保持“全球第一存储解决方案企业”头衔的Samsung Electronics而言，为未来30年制定战略变得愈发重要。随着存储器的主要应用从个人电脑（PC）→移动终端→数据中心→超大规模AI不断扩展，Samsung Electronics判断，在能够高速处理海量数据并降低成本的高性能·大容量·低功耗存储器之外，具备运算功能的存储器需求也将不断增加。

◆下一代11纳米级D-RAM开发顺利推进·HBM3E D-RAM同步亮相=Samsung Electronics在“Samsung Memory Tech Day 2023”上表示，继今年5月开始量产12纳米级D-RAM之后，正在开发下一代11纳米级（1纳米=10亿分之1米）D-RAM，目标是实现业界最高水平的集成度。同时也在为即将到来的10纳米以下D-RAM时代做准备。目前，正在为10纳米以下D-RAM引入全新的三维（3D）堆叠结构，并计划借此将单颗芯片的容量扩展至100Gb（千兆比特）以上。

与此并行，Samsung Electronics正在第9代V-NAND上开发可通过双堆叠（Double Stack）结构实现的最高层数。所谓双堆叠，是指将帮助堆叠存储空间进行电气连接的通孔分两次打通的工艺方式。用于明年年初量产的工作芯片也已成功到位。通过减少单元（Cell）的平面面积和高度，从而降低体积、提高层数，借此以核心技术为支撑，为“1000层V-NAND时代”做准备。

Samsung Electronics还在“Samsung Memory Tech Day 2023”上首次公开了在AI时代备受瞩目的核心半导体——下一代HBM3E D-RAM（Samsung Electronics的第5代HBM D-RAM产品）“Shinebolt”。Samsung Electronics于2016年业内首次将面向高性能计算（High Performance Computing）的HBM2实现商用，正式开拓HBM市场，这也成为当今面向AI的HBM市场的基石。目前，公司一方面量产HBM3 8层、12层产品，另一方面也成功完成了下一代产品HBM3E的开发。

首次亮相的“Shinebolt”，在每个数据输入输出引脚上可提供最高9.8Gbps的高性能。这一速度可在一秒内处理超过1.2TB的数据（相当于1秒内处理40部容量为30GB的UHD电影）。通过优化非导电粘接膜（NCF）技术，将芯片之间的空隙完全填充，实现了高层数堆叠，并最大化热传导，从而改善了热特性。Samsung Electronics表示，已将下一代产品HBM3E样品交付给客户。公司计划提供结合最尖端封装技术和晶圆代工业务的定制一站式（Turnkey）服务。

Samsung Electronics在当日活动上还同时介绍了▲目前最大容量的“32Gb DDR5 D-RAM”▲业内首款“32Gbps GDDR7 D-RAM”▲通过大幅提升存储容量，使得仅凭最少数量服务器即可处理海量数据的“PBSSD”等产品。此外，还公开了有望改变下一代个人电脑（PC）·笔记本D-RAM市场格局的业内首款“7.5Gbps LPDDR5X CAMM2”。这些都是不仅适用于PC市场，还可将应用范围扩展至数据中心的新“武器”。