存储也开始向上堆:3D 内存的技术路线
平面微缩越来越难,存储厂商把目光投向垂直方向。多层堆叠怎么实现,代价在哪里。
平面微缩的尽头
存储单元靠电容保存电荷,单元尺寸缩小时,电容面积同步减少,要保持足够电荷量就得更薄,漏电随之增加。
当单元间距接近物理极限,继续缩小的成本急剧上升,收益却越来越小。这是转向垂直方向的直接原因。
垂直堆叠的做法
垂直堆叠的思路是把多层存储层与逻辑层分开制造,再通过键合连成一体。逻辑层负责读写控制,存储层专注容量。
键合界面是关键技术。接触点的密度决定了信号能走多快,也影响到成品率。制造工艺要保证上下两层对准精度。
带宽与延迟的关系
堆叠带来的最直接变化是位宽。多层可以并行工作,单位时间搬运的数据更多,高带宽场景受益明显。
延迟的改善没有那么显著。物理距离缩短能减少一些时间,但整体延迟仍受制于接口协议与控制器设计。
工艺与成本
成本压力来自两方面:新增的键合与测试工序,以及更复杂的散热设计。多层结构的中间层热量不易导出。
良率则是另一道关。任何一层出现缺陷,整颗芯片可能报废,因此需要在键合前完成严格筛选。
落地节奏
落地节奏大概率是分场景推进:先用于需要高带宽的计算加速卡与图形处理,再逐步向消费级产品扩展。
对普通用户,短期影响更多体现在价格上。产能迁移期,成熟产品供应收紧,采购节奏需要重新安排。
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