這份由美光科技技術(shù)開(kāi)發(fā)副總裁Gurtej S Sandhu博士撰寫(xiě)的報(bào)告《The Future of Memory Chip Technology》，共30頁(yè)，全面闡述了內(nèi)存技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與未來(lái)挑戰(zhàn)。
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芯科技圈解讀：
在2025年的今天，我們每天產(chǎn)生2.5 quintillion字節(jié)的數(shù)據(jù)（相當(dāng)于250萬(wàn)TB），而第一臺(tái)exascale超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了每秒百億億次（10^18）浮點(diǎn)運(yùn)算。正如Micron Technology首席研究員Dr. Gurtej S Sandhu在其報(bào)告中指出的，人工智能模型復(fù)雜度的增長(zhǎng)速度已超越摩爾定律8倍，這對(duì)內(nèi)存技術(shù)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。
報(bào)告揭示了DRAM和NAND面臨的物理瓶頸：
DRAM：唯一能在性能、密度和能耗間取得平衡的內(nèi)存，但縮放ROI（投資回報(bào)率）正成為挑戰(zhàn)
NAND：唯一能提供低成本/比特的固態(tài)存儲(chǔ)，但3D NAND縮放同樣面臨ROI問(wèn)題
高深寬比（HAR）蝕刻與間隙填充
接觸電阻控制
下一代圖案化技術(shù)
單元均勻性問(wèn)題
應(yīng)力建模挑戰(zhàn)
AI解決方案需要：
更高帶寬（>100TB/s）
更低功耗（<10pJ/bit）
近內(nèi)存計(jì)算能力
傳統(tǒng)CPU性能提升放緩，DSA通過(guò)以下方式突破：
顯著增加并行度
減少開(kāi)銷
重寫(xiě)算法優(yōu)化數(shù)據(jù)流
更高帶寬內(nèi)存支持
實(shí)現(xiàn)<1μm高密度互連
需要<50nm對(duì)準(zhǔn)精度（當(dāng)前設(shè)備極限）
控制晶圓形狀和平面度（<5nm/100μm）
1.芯片對(duì)晶圓混合鍵合
2.精細(xì)間距TSV（<10μm）
3.完整協(xié)同設(shè)計(jì)的晶圓對(duì)晶圓集成
原子移動(dòng)：PCM、CBRAM、RRAM、FeRAM等
自旋移動(dòng)：MRAM、STTRAM、Racetrack等
探索新物理機(jī)制（非周期表篩選）
二維材料大面積沉積
低漏電（~atto amp）半導(dǎo)體材料
內(nèi)存中心的全棧設(shè)計(jì)框架
近內(nèi)存/內(nèi)存計(jì)算架構(gòu)
端到端軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)
報(bào)告最后強(qiáng)調(diào)，AI應(yīng)用將驅(qū)動(dòng)計(jì)算/內(nèi)存架構(gòu)的根本性變革。
1.全面創(chuàng)新堆棧
2.認(rèn)真考慮內(nèi)存計(jì)算和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等替代范式
3.實(shí)現(xiàn)功能的異構(gòu)集成
正如Dr. Sandhu所言："在材料、設(shè)備和電路層面創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，將支持內(nèi)存設(shè)備縮放和新功能的開(kāi)發(fā)。"在數(shù)據(jù)洪流的時(shí)代，內(nèi)存技術(shù)正站在范式轉(zhuǎn)變的十字路口。
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