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]

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]