3D DRAM驗(yàn)證成功，AI內(nèi)存將迎來革命

2026年4月23日，美國新創(chuàng)人工智能和存儲(chǔ)技術(shù)廠商N(yùn)EO Semiconductor正式宣布，其3D X-DRAM技術(shù)已成功完成概念驗(yàn)證（Proof-of-Concept，POC），證明這種新型3D堆疊內(nèi)存可以利用現(xiàn)有的3D NAND Flash生產(chǎn)線進(jìn)行制造，為AI時(shí)代的高密度、低功耗、低成本內(nèi)存解決方案鋪平了道路。

3D X-DRAM技術(shù)完成概念驗(yàn)證，性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)

據(jù)介紹，此次3D X-DRAM技術(shù)概念驗(yàn)證芯片由NEO Semiconductor與中國臺(tái)灣陽明交通大學(xué)產(chǎn)學(xué)創(chuàng)新學(xué)院（IAIS）合作開發(fā)，并在應(yīng)用研究院臺(tái)灣半導(dǎo)體研究所（NIAR-TSRI）完成了流片與測(cè)試。芯片成功通過了全面的電學(xué)與可靠性評(píng)估，證實(shí)了其內(nèi)存架構(gòu)的魯棒性與穩(wěn)定性。

根據(jù)NEO Semiconductor公布的概念驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果顯示，3D X-DRAM在多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)出色，具體數(shù)據(jù)如下：

讀寫延遲：低于10納秒（＜10 ns），可滿足高性能計(jì)算對(duì)速度的苛刻要求；

數(shù)據(jù)保持時(shí)間：在85℃高溫下超過1秒，這一數(shù)據(jù)是JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)DRAM 64毫秒保持時(shí)間的15倍；

位線干擾與字線干擾：在85℃下均超過1秒，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗干擾能力；

循環(huán)耐久性：超過101?次讀寫周期，具備極高的使用壽命；

這一性能數(shù)據(jù)意味著3D X-DRAM在保持高速讀寫能力的同時(shí)，在數(shù)據(jù)保持和耐用性方面遠(yuǎn)超現(xiàn)有DRAM規(guī)格。

前臺(tái)積電首席技術(shù)官、現(xiàn)任陽明交通大學(xué)資深副校長孫元成（Jack Sun）博士對(duì)此表示：“我很高興這次產(chǎn)學(xué)界緊密的合作，在真實(shí)的硅制造工藝條件下驗(yàn)證了NEO 3D DRAM概念的可行性。這項(xiàng)成功的概念驗(yàn)證不僅展示了創(chuàng)新內(nèi)存架構(gòu)的潛力，也證實(shí)了利用成熟工藝實(shí)現(xiàn)先進(jìn)內(nèi)存技術(shù)的可行性?！?/p>

TechInsights高級(jí)技術(shù)研究員Jeongdong Choe也指出：“隨著傳統(tǒng)DRAM微縮接近極限，NEO的硅基概念驗(yàn)證代表著重要的里程碑。就像過去十年向3D NAND的轉(zhuǎn)型一樣，我們現(xiàn)在正見證著超越傳統(tǒng)微縮極限的3D DRAM新紀(jì)元的曙光。”

3D X-DRAM和X-HBM，有望重塑AI內(nèi)存市場(chǎng)

NAND Flash閃存早已經(jīng)進(jìn)入3D時(shí)代，并且堆疊層數(shù)在快速攀升，300層以上NAND Flash即將量產(chǎn)，這也使得3D NAND Flash容量比相比2D時(shí)代得到了極大的提升，并且單位bit的成本也在快速降低。相比之下，DRAM 在2D平面時(shí)代多年來仍停滯不前，單位bit成本降低幅度非常緩慢。

雖然英特爾的 Optane 3D XPoint 等存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存技術(shù)被開發(fā)出來，可以提供接近 DRAM 的速度，成本也可以更接近 NAND。但Optane 之所以失敗，是因?yàn)樗某杀疽虍a(chǎn)量無法快速放大而居高不下，而且其非易失性存儲(chǔ)器的編程復(fù)雜度也太高。

雖然，通過堆疊 DRAM單元是降低 DRAM 成本和提高芯片密度的明顯架構(gòu)方法，但是也面臨著諸多的挑戰(zhàn)。不過，NEO Semiconductor在2023年就宣布推出了3D X-DRAM 技術(shù)，希望實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

據(jù)介紹，3D X-DRAM技術(shù)的思路跟3D NAND Flash類似，主要是通過增加堆棧層數(shù)來提高內(nèi)存容量。NEO Semiconductor在2023年推出的首款3D DRAM單元設(shè)計(jì)“1T0C”（一個(gè)晶體管，零個(gè)電容器）采用了類似于3D NAND Flash芯片中的FBC浮柵極技術(shù)，但增加一層Mask光罩就可以形成垂直結(jié)構(gòu)，可以做到230層堆棧，核心容量128Gb，而當(dāng)前2D DRAM內(nèi)存的核心容量還在16Gb，實(shí)現(xiàn)了8倍容量?？傮w來說，該設(shè)計(jì)良率高、成本低、密度大幅提升。

2025年，NEO Semiconductor又推出了1T1C和3T0C架構(gòu)，并宣布將于2026年生產(chǎn)概念驗(yàn)證測(cè)試芯片，密度最高可達(dá)512Gb，將可提供當(dāng)前傳統(tǒng)DRAM模塊10倍的容量。

NEO Semiconductor還預(yù)計(jì)，基于3D X-DRAM技術(shù)，在2030年至2035年間可實(shí)現(xiàn)單顆內(nèi)存芯片1Tb的容量目標(biāo)。這意味著單根雙面內(nèi)存條即可實(shí)現(xiàn)2TB的容量，服務(wù)器用內(nèi)存使用32顆芯片就能實(shí)現(xiàn)單根4TB的容量。與此同時(shí)，成本也將大幅降低。

隨著此次NEO Semiconductor的3D X-DRAM技術(shù)完成概念驗(yàn)證，這也意味著該技術(shù)將有望成功商用。

更為關(guān)鍵的是，3D X-DRAM不僅能夠支持面向AI的高性能、低功耗功耗工作負(fù)載需求，還可采用3D NAND Flash制造工藝進(jìn)行制造，可以快速地利用現(xiàn)有生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

NEO Semiconductor創(chuàng)始人兼CEO Andy Hsu表示：“這些結(jié)果驗(yàn)證了DRAM新的微縮路徑。我們相信這項(xiàng)技術(shù)可以為AI時(shí)代實(shí)現(xiàn)顯著更高的密度、更低的成本和更高的能效。通過利用成熟的3D NAND制造工藝和生態(tài)系統(tǒng)，我們的目標(biāo)是讓3D DRAM更快成為現(xiàn)實(shí)。”

值得一提的是，NEO Semiconductor基于3D X-DRAM技術(shù)，還在2025年推出了全球首個(gè)用于AI芯片的超高帶寬內(nèi)存（X-HBM）架構(gòu)。該架構(gòu)號(hào)稱可實(shí)現(xiàn)32000位（32K-bit）的超高位寬和單層512Gb的容量，相較于傳統(tǒng)HBM，帶寬提升16倍，密度提升10倍。

在AI算力需求呈指數(shù)級(jí)增長的今天，傳統(tǒng)HBM內(nèi)存也正面臨著密度、帶寬、功耗三重瓶頸。韓國科學(xué)技術(shù)院的研究曾預(yù)測(cè)，即便是計(jì)劃于2040年左右上市的HBM8，也只能提供16K-bit總線和每芯片80Gbit的容量。

而NEO的X-HBM已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了32K位總線和每芯片512Gb的容量，相當(dāng)于提前約15年超越了這一性能預(yù)測(cè)。

獲得宏碁創(chuàng)始人投資

資料顯示，NEO Semiconductor是一家開創(chuàng)下一代人工智能和存儲(chǔ)技術(shù)的高科技公司。該公司成立于2012年，總部位于加利福尼亞州圣何塞，專注于重新定義內(nèi)存架構(gòu)，以滿足人工智能和以數(shù)據(jù)為中心的計(jì)算日益增長的需求。

NEO Semiconductor創(chuàng)始人兼CEO Andy Hsu于1995 年從倫斯勒理工學(xué)院獲得碩士學(xué)位后，在一家未命名的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司工作了16年。他于 2012年8月創(chuàng)立了 NEO Semiconductor，同時(shí)也是120多項(xiàng)授權(quán)專利的發(fā)明者。

NEO的主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)包括X-NAND、3D X-AI 和X-HBM ，以及其旗艦產(chǎn)品3D X-DRAM，這是一種突破性的架構(gòu)，利用類似3D NAND的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高密度、節(jié)能內(nèi)存的可擴(kuò)展路徑。

在此次3D X-DRAM技術(shù)成功完成概念驗(yàn)證的同時(shí)，NEO Semiconductor還宣布獲得了由宏碁創(chuàng)始人、臺(tái)積電前董事施振榮（Stan Shih）領(lǐng)投的新一輪戰(zhàn)略投資。施振榮曾擔(dān)任臺(tái)積電董事超過20年，其參與此次投資，被業(yè)界視為對(duì)NEO Semiconductor技術(shù)與愿景的強(qiáng)烈背書。

“我很高興看到這一突破通過產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的合作實(shí)現(xiàn)，”施振榮說?！巴ㄟ^整合創(chuàng)新、強(qiáng)有力的工程執(zhí)行力和臺(tái)灣強(qiáng)大的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，這一概念點(diǎn)成功實(shí)現(xiàn)。NEO的3D DRAM預(yù)計(jì)將在未來系統(tǒng)架構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。隨著下一代內(nèi)存對(duì)AI計(jì)算日益關(guān)鍵，像3D X-DRAM這樣的創(chuàng)新有望為全球存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。”

NEO Semiconductor表示，資金支持了POC的成功開發(fā)，并將持續(xù)推進(jìn)公司下一階段，包括陣列級(jí)實(shí)現(xiàn)、多層測(cè)試芯片開發(fā)，以及與領(lǐng)先存儲(chǔ)器公司更深入的合作，探索戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。

NEO Semiconductor目前正與內(nèi)存和半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的行業(yè)合作伙伴積極討論，推動(dòng)該技術(shù)向商業(yè)化邁進(jìn)。隨著成功的POC驗(yàn)證和日益增長的行業(yè)參與，公司正進(jìn)入一個(gè)新階段，專注于將3D X-DRAM作為下一代AI存儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)推進(jìn)。

編輯：芯智訊-浪客劍