存储技术演进与计算范式变革 - 存储技术从基础数据保留演进至支持AI/ML的内存计算范式 通过直接在存储阵列中处理数据显著提升计算效率并降低能耗 [1] - 新兴非易失性存储(eNVMs)如ReRAM、MRAM、FeRAM、PCM突破传统RAM断电数据丢失限制 同时探索二维材料和有机材料的新型存储方案 [3] - 后CMOS时代需突破冯·诺依曼架构限制 兼具CMOS兼容性和规模扩展性的存储技术将引发计算架构革命 2022年IRDS报告预测其潜力 [5] 新兴存储技术分类与商业化进展 - 按成熟度划分六类新兴存储技术：MRAM/FeRAM/ReRAM已进入商用验证阶段 PCM/CBRAM/2D RAM等处于早期研发 [7] - 非易失性存储技术发展历程显示 2010年后因电荷泄漏问题转向3D NAND堆叠及新型存储材料研究 [7] - 类突触存储器与eNVMs结合将重构计算架构 提升边缘计算、云环境及区块链等场景的系统性能与能效 [8] 技术特性与场景适配性 - 铁电存储器(FeRAM)和电阻式存储器(ReRAM)在柔性基底上表现突出 可承受弯曲拉伸 适用于可穿戴设备与IoT系统 [13][15] - 二维材料(如MoS₂/WS₂)凭借原子级厚度和可调带隙 实现超高密度存储集成 但面临大面积单晶制备和环境稳定性挑战 [21] - 内存计算技术通过消除"存储-处理器"数据传输瓶颈 特别适合边缘计算中的实时推理和低功耗场景 [11] 制造工艺与集成挑战 - eNVM制造需超高真空沉积工艺 材料纯度控制直接影响器件寿命 原位测量技术提升性能一致性 [18][19] - 二维材料与CMOS集成需低温生长技术 互连技术和封装方案是AI硬件高密度集成的关键障碍 [21][23] - 高温环境存储技术需与碳化硅(SiC)等元件协同开发 材料合成和制造精度决定极端条件下的可靠性 [20][22] 类脑计算与未来架构转型 - 从数字到类突触的转变将采用脉冲神经网络(SNN) 通过STDP等生物机制实现事件驱动的本地化计算 [25][27] - 端到端模拟计算系统可消除数字逻辑中心化需求 动态视觉传感器(DVS)等新型硬件推动实时响应能力 [28] - 混合系统当前面临模拟-数字转换的能效损耗 未来完全类突触系统将依赖稀疏异步交互模式 [27][28] 产业发展与基础设施需求 - 需建立国家级微电子研究设施 覆盖材料合成、器件测试到异构集成 以加速技术商业化 [29][30] - 全球半导体工具链扩张背景下 开发专用于新兴材料的计量设备是突破CMOS限制的前提条件 [30]

重整失败 - 时代芯存重整计划因投资人华芯杰创严重违约而彻底失败 [1][2] - 华芯杰创未按协议支付200亿元重整资金 经延期后仍无法履行 [2] - 管理人依法解除《重整投资协议》 终止重整程序 [2] 项目背景 - 时代芯存曾计划投资130亿元建设12英寸晶圆厂 [2] - 核心资产包括价值1.43亿元的ASML光刻机 但因技术过时流拍 [2] - 公司由北京时代全芯与淮安园兴合资成立 计划年产10万片PCM [3] 经营困境 - 2020年资金链断裂 无力支付设备尾款与员工工资 [3] - 被执行总金额高达8.63亿元 涉及供应商承包商等 [3] - 公司资产无法覆盖债务 原股东权益归零 [3] 行业现状 - 德淮半导体 武汉弘芯 南京德科码等项目均出现烂尾 [4] - 中芯国际通过上海临港基地提升28纳米芯片产能 [4] - 长电科技采用扇出型封装技术降低成本 [4] 政策支持 - 深圳市设立50亿元"赛米产业私募基金"支持半导体发展 [4] - AI算力 AIoT 半导体设备等领域成为结构性机会 [4] 未来方向 - 时代芯存启动新一轮投资人招募 但复活难度大 [5] - 原股东将通过代工形式推进PCM技术市场化 [5] - 行业从"野蛮生长"向"理性重构"转型 [5]

公司动态 - 江苏时代芯存半导体有限公司重整计划执行失败，重整投资人华芯杰创公司违约导致程序终止 [1] - 公司已资不抵债，原股东淮安淮沭科技及北京时代全芯的股东权益归零 [1] - 管理人于2025年6月13日解除《重整投资协议》，终止重整程序 [1] - 公司成立于2016年10月，总投资130亿元，由北京时代全芯与淮安园兴投资合资成立，专注PCM存储技术开发 [1] - 曾计划建设12英寸晶圆厂，年产能10万片相变存储器，并购入1.43亿元ASML光刻机 [1] - 2023年7月进入破产清算，光刻机被公开拍卖 [1] 行业影响 - 重整失败标志着中国半导体行业最后一座烂尾12英寸晶圆厂倒闭 [2] - 公司累计被执行金额达8.63亿人民币，涉及设备供应商、承包商、货运公司及离职员工等债权人 [2] 历史背景 - 公司落户于国家级淮安高新技术产业开发区，曾为国内半导体产业重点项目 [1] - 债务问题导致项目停滞，最终破产清算 [1][2]

国芯网[原:中国半导体论坛] 振兴国产半导体产业！ 不拘中国、 放眼世界 ！ 关注 世界半导体论坛 ↓ ↓ ↓ 7月9日消息，近日，江苏时代芯存半导体有限公司 管理人发布公告，宣布重整投资人华芯杰创公司违约， 时代芯存 重整计划执行失败！ 根据通告，其中提到" 江苏时代芯存 已构成资不抵债，原股东淮安淮沭科技发展有限公司及 北京时代全芯 的股东权益依法归零"，同时因华芯杰创集成 电路制造（广东）有限公司严重违约，管理人已于 2025 年 6 月 13 日依法解除《重整投资协议》，并终止重整程序。 公开资料显示，江苏时代芯存半导体有限公司2016 年 10 月落户国家级淮安高新技术产业开发区，项目总投资 130 亿元，由北京时代全芯存储技术股份有 限公司和淮安园兴投资有限公司合资成立，致力于开发及生产搭载最新 PCM 技术的存储产品。 该公司曾计划打造一座12 英寸晶圆厂，每年可生产 10 万片相变存储器，还曾引入一台价值 1.43 亿元的 ASML 光刻机，但后续因债务等种种问题深陷泥 潭，2023 年 7 月，江苏淮安市淮阴区人民法院正式受理时代芯存破产清算案，并对其光刻机进行公开拍卖。 而如今相应重整计划 ...

大模型发展对存储技术的挑战 - AI大模型参数规模从GPT-3的1750亿增长至万亿级，计算资源需求激增，存储带宽成为关键瓶颈 [1] - 服务器算力峰值每两年增长3倍，但DRAM带宽增速仅1.6倍/两年，片间互连带宽增速仅1.4倍/两年，导致处理器利用率仅20%-30% [1] - "存储墙"问题制约AI训练和推理效率，内存存取速度滞后处理器计算速度长达20年 [1] HBM技术的突破与局限 - HBM实现每秒1.2TB数据传输速度，带宽为传统DRAM的数倍至数十倍，缓解AI芯片数据获取压力 [2] - 采用3D堆叠和硅通孔(TSV)技术缩短数据传输路径，但制造工艺复杂且成本高昂 [2] 3D铁电RAM的创新优势 - SunRise Memory开发垂直堆叠FeFET单元，存储密度比DRAM提高10倍，功耗降低90% [4][5] - 利用HfO2铁电效应实现非易失性存储，目标兼容3D NAND晶圆厂生产流程 [5] - KAIST通过调控HfO2准同型相界(MPB)实现4F²存储单元面积，为3D堆叠奠定基础 [6] DRAM+非易失性内存的融合方案 - FMC与Neumonda合作开发HfO2基DRAM+，兼具DRAM性能与非易失性，容量可达千兆位级 [8][9] - 相比传统PZT铁电层，HfO2兼容10nm以下制程，与CMOS工艺集成度更高 [9] Imec的2T0C架构革命 - 用两个IGZO薄膜晶体管(2T)替代传统1T1C单元，保留时间>400秒(传统DRAM的1000倍) [11][12] - 2021年优化后实现>1000秒保留时间、<10ns写入速度及无限耐久性(>10¹¹次读写) [15] - 14nm栅长IGZO晶体管保持>100秒保留时间，RIE技术将保留时间延长至4.5小时 [16] 其他新型存储技术进展 - KAIST开发纳米灯丝PCM技术，功耗降低15倍，兼具DRAM速度与NAND非易失性 [19][20] - 英国兰开斯特大学UK III-V Memory写入时间5ns(与DRAM相当)，能耗仅DRAM的1% [21] - 德国JGU团队SOT-MRAM通过轨道霍尔效应降低20%写入电流，能效提升30% [23][24] 行业趋势与未来方向 - AI驱动存储技术进入"架构+材料"双创新阶段，3D堆叠与非易失性成为核心方向 [25] - 多元化技术路线包括3D铁电RAM、IGZO 2T0C、SOT-MRAM等，部分进入工程验证阶段 [25]

公司动态 - Sandisk Corp 正在开发一种名为3D矩阵内存的非易失性相变内存技术 由前英特尔Optane内存业务高管Alper Ilkbahar领导 [1] - 公司于2025年2月从西部数据分拆 计划在提供闪存产品的同时开发新兴内存技术 [1] - 技术研发始于2017年 2024年启动名为"Project Neo"的产品化阶段 与比利时IMEC合作 [2] - 公司获得了美国空军研究实验室3500万美元资助 用于ANGSTRM项目开发抗辐射存储器 项目周期54个月 预计2028年11月完成 [10] 技术细节 - 3D矩阵内存与英特尔3D XPoint技术有相似之处 可能基于硫族化物相变技术 [2][6] - 技术目标是提供类似DRAM的性能 容量提高4倍 位成本降低一半 [8] - 开发平台包括4Gbit和8Gbit内存 计划推出32Gbit和64Gbit样品 [8] - 抗辐射存储器要求单片容量4Gbit至16Gbit 读/写次数10^9至10^12 数据保存时间10-15年 [10] 行业背景 - 3D XPoint技术由英特尔和美光联合开发 2015年发布 但傲腾业务在2022年停止 累计亏损可能超过10亿美元 [8] - 英特尔2020年以90亿美元出售非易失性存储器业务 但傲腾业务被排除在外 [8] - 意法半导体已将PCM技术应用于汽车微控制器等嵌入式领域 计划采用18nm FDSOI制造工艺 [13] 未解决问题 - 3D矩阵内存的具体材料配置和运行原理尚未披露 [2][12] - 需要明确该技术是否获得英特尔、美光等公司的许可 [12] - 需要验证Sandisk是否解决了英特尔在3D XPoint上遇到的技术/市场问题 [16] - 需要了解故障模式、操作敏感性和可靠性等关键参数 [16]

半导体内存技术发展历程 - 1980年代主流半导体内存技术包括SRAM、DRAM、EPROM和非闪存EEPROM [2] - 1980年代末出现早期持久性内存技术：Ramtron的FRAM和Simtek的SONOS闪存 其中FRAM技术至今仍在使用 [2] - 东芝1987年开始生产闪存 该技术在1990年代成为主流 目前闪存EEPROM广泛用于代码和数据存储 [2] - DRAM发展为SDRAM 简化了RAM存储相关操作但增加了高速走线匹配等新要求 [2] 新型替代内存技术现状 - 近十年出现FRAM、MRAM、ReRAM和PCM等技术 竞相成为存储级内存(SCM)主流方案 [3] - NOR闪存在28nm节点停止缩放 FinFET工艺无法兼容NOR闪存单元 迫使微控制器寻求替代存储方案 [3] - 微控制器转向替代方案的三个选择：FinFET+平面NOR闪存(成本高)、外部闪存(增加系统复杂度)、新型片上非易失性存储器 [4][5] - 已出现采用MRAM、FRAM和ReRAM的微控制器产品 如恩智浦汽车MRAM控制器(2023)、TI的16KB FRAM微控制器、瑞萨10.8Mbits MRAM实验芯片等 [6] 内存技术面临的挑战与机遇 - NAND闪存在15nm遇到缩放瓶颈 转向3D结构 SK海力士已开发321层3D NAND芯片 [7] - DRAM自1990年代采用3D沟槽电容器结构后同样面临工艺缩放限制 [7] - 英特尔/美光PCM技术(Optane/3D XPoint)因成本过高于2021-2022年停产 但未来可能随工艺进步恢复经济可行性 [8] - 新型存储器具有抗辐射、快速写入、字节可写等优势 适用于太空和军事等特殊领域 [9] 替代内存技术发展预测 - MRAM已应用于助听器和AR眼镜等嵌入式场景 [10] - 预计还需10年左右才能在嵌入式应用中替代闪存和SRAM 微控制器领域转型较慢 [10] - 独立内存芯片的替代进程将滞后于嵌入式应用 但转换速度更快 预计在嵌入式转型完成后迅速跟进 [10]