哎呀,不知道大家有没有这种体验——手机用着用着就卡了,电脑开个大模型软件慢得跟老牛拉车似的,数据中心处理海量数据时那叫一个费劲。说实话,这背后啊,多半是“存储墙”在作怪!简单说,就是处理器跑得飞快,但数据从内存里搬进搬出的速度跟不上,两边“不通气”,效率自然就下来了-4

不过嘛,咱今天要聊的这事儿可有意思了。国内的存储技术企业紫光国芯,就在三维堆叠存储技术这块整出了大动静,搞出了个叫SeDRAM的玩意儿,据说专门治这个“存储墙”的毛病-1。你瞅瞅,这可不是小打小闹,他们的三维堆叠DRAM技术(SeDRAM®)都迭代到第四代了,通过把逻辑晶圆和DRAM晶圆像搭积木一样立体地堆叠、集成在一起,能带来每秒高达数十TB的访存带宽和数十GB的内存容量-1-5。这数据搬运速度,简直像是给城市间的数据交通修了条直达高速铁路,而且功耗还比传统方案降了一大截,据说能降低60%以上-1-2。这对于嗷嗷待哺的AI大模型训练、高性能计算这些领域来说,简直就是雪中送炭啊。

咱们再往细了琢磨琢磨紫光国芯这个三维堆叠技术的门道。它这个“堆叠”,可不是简单地把两层芯片摞一块儿就完事了。它采用的是一种三维异质集成架构,说人话就是在垂直方向上,把负责运算的计算单元和负责记事的存储单元高密度地、直接地互连在一起-4。你想啊,原来数据得在平面上跑远路,现在改成上下楼直通电梯了,这延迟能不小吗?带宽能不大吗?这项技术的突破性,还让它荣获了陕西省科学技术进步奖二等奖,评奖的专家们都认为它“整体达到国际先进水平”-4

说到紫光国芯的三维堆叠技术,就不能不提它实实在在解决了哪些痛点。首先就是开头说的,打破了“存储墙”,让算力可以更充分地释放。比如他们有一款专门适配大模型应用的芯片(SeDRAM-P300),还因此拿到了“中国芯”年度重大创新突破产品奖-1。它特别省“电”。有数据显示,其访存功耗相比另一种高端存储方案HBM,能减少80%以上-2。这在追求绿色计算、降低数据中心运营成本的今天,吸引力太大了。最后就是灵活,它能提供标准化的IP,让客户像搭积木一样,根据自家芯片的需求,灵活配置带宽和容量的组合方案,加快产品研发速度-9

那这么厉害的技术,都用在哪些地方了呢?嘿,说出来你可能天天都在间接用着。在AI算力方面,它为国内一些知名的AI芯片提供配套支持,帮着训练千亿参数级别的大模型-1。在你开的智能汽车里,它的车规级存储芯片已经用在了好些个新款车型上,能支持高级别自动驾驶那些需要实时处理海量数据的需求-1。甚至在你手上的高端手机里,可能也藏着采用相关技术的存储模组-1。在政务云、金融这些要求高安全、高可靠性的领域,也能看到它提供的存储系统解决方案-1

紫光国芯在三维堆叠存储技术上的布局眼光还挺长远的。他们不仅满足于现在,已经开始预研面向未来6G网络的存储芯片技术了-1。更前沿的是,他们还在探索“存算一体”架构,就是让存储单元本身也能干点计算的话,进一步打破存储和计算之间的隔阂-1。这要是成了,那可又是颠覆性的一步。

总的来说,从奋力追赶(跟跑)到在某些领域能够并肩甚至引领(领跑),紫光国芯在三维堆叠存储这条赛道上的坚持和创新,确实为咱们国家存储芯片的自主可控打开了一扇关键的大门-1。它解决的不仅仅是技术瓶颈,更是给下游的AI、智能汽车、数字经济等产业提供了一个更强健、更自主的“数据基石”。


网友提问与回答

➤ 网友“科技老饕”问: 看了文章,对3D堆叠技术有点概念了,但能不能再打个更形象的比方?另外,紫光国芯这个技术和国外最先进的同类技术比,到底处在什么位置?是已经全面领先了,还是仍有差距?

这位朋友问得好!咱们先打个比方:如果把传统芯片内部的数据传输比作在一个大平面停车场里找车、开车,那么3D堆叠技术就相当于建了一个立体的智能停车塔。计算单元和存储单元就是停在不同楼层的车,它们之间有多部高速电梯(垂直互连通路)直通,找车、挪车的效率(带宽)和速度(延迟)自然天差地别。紫光国芯的SeDRAM技术,就像是自主设计并建造了这样一个结构精巧、效率极高的“停车塔”-4

关于和国外技术的对比,这是一个非常客观的问题。根据现有的公开信息,我们可以有一个比较理性的认识:在三维堆叠DRAM这个特定的技术路径上,紫光国芯已经实现了从“跟跑”到“并跑”,并在某些指标和应用上展现出“领跑”的潜力。 具体来说,他们的SeDRAM技术被陕西省的科技成果评价委员会认定为“整体达到国际先进水平”-4,这本身就是权威专家对其国际地位的肯定。其第四代技术能提供数十TB/s的带宽,功耗降低显著,并且已经实现了规模化量产和应用,支持了众多客户芯片的研发-1-9,这证明了它的成熟度和竞争力。

当然,全面的技术领先是一个系统工程,涉及原始创新、生态构建、最先进工艺节点的全面掌控等多个维度。国际巨头在存储领域积累更深、生态更完整。更准确的描述可能是:紫光国芯在这个重要的细分赛道上,通过差异化的架构创新,成功打破了垄断,跻身世界第一梯队,成为了全球范围内该技术的主要竞争者之一,为中国存储产业争得了关键一席-1-7。未来的竞争,将集中在持续迭代、生态拓展和向存算一体等更前沿方向的探索上。

➤ 网友“务实派消费者”问: 说这么多技术参数,对我一个普通用户来说,最直观的感受是什么?我买的手机、电脑,或者未来的智能汽车,用了这种技术后,到底能体验到哪些不一样?

这位“务实派”朋友的问题非常实在!技术最终是为了服务体验。如果紫光国芯这类三维堆叠存储技术在未来得到更广泛的应用,你作为一名消费者,可能会在以下几个方面有越来越明显的感知:

第一是 “更流畅,少卡顿” 。无论是旗舰手机同时运行多个大型应用、玩游戏,还是电脑进行视频剪辑、3D渲染,数据的快速存取都是流畅体验的基石。更高的带宽和更低的延迟,意味着应用切换更快、游戏加载更迅捷、复杂操作响应更跟手。特别是随着端侧AI(手机本地运行AI功能)的普及,这种需求会更强-2

第二是 “更智能,更贴心” 。这尤其在智能汽车上体现明显。未来的自动驾驶汽车需要实时处理激光雷达、摄像头等无数传感器产生的海量数据。高带宽、高可靠的车规级存储,是车辆能瞬间做出判断和决策的保障-1。这意味着更安全、更顺滑的自动驾驶体验。同时,车载智能座舱的多屏互动、高清娱乐等功能也会更加流畅。

第三是 “续航可能更持久” 。因为这项技术的一大优势就是高能效,在提供强大性能的同时,功耗显著降低-2。反映到手机上,可能意味着在玩大型游戏或进行重型任务时,发热更少、掉电更慢。对于笔记本电脑和电动车而言,能效提升直接关系到宝贵的续航时间。

第四是 “未来会有现在想不到的功能” 。当存储瓶颈被打破,与算力结合更紧密后,厂商就能开发出更多以前受限于数据吞吐速度而无法实现的功能。比如,手机上实时生成高质量AI图片和视频、完全本地化的复杂语音助手、沉浸感到匪夷所思的AR/VR体验等。所以,它带来的不仅是“更快”,更是为整个智能设备的功能进化打开了新的空间-7

➤ 网友“产业链观察者”问: 除了芯片本身,紫光国芯在这条技术路线上的生态布局怎么样?比如有没有开源计划、联盟合作?这关系到技术能不能真正做大做强。

您这个问题问到了关键点上!一项核心技术能否成功,一半看技术本身,另一半看生态建设。紫光国芯在这方面已经有了一些清晰的布局,正试图从“提供芯片”向“构建生态”延伸:

首先,推动标准与开源。他们主导制定了《三维堆叠DRAM技术规范》,这是参与行业游戏规则制定的重要一步-1。更值得一提的是,他们做出了 “开源SeDRAM® IP核” 的决定-1。这是一个非常具有前瞻性和开放性的举措。开源意味着吸引大量开发者、研究机构和潜在客户来了解、使用甚至共同改进其技术基础,能极大地降低生态伙伴的入门门槛,快速形成开发者社区,激发创新活力。据报道,此举已吸引了超过500家开发者参与-1

深度融入集团与产业联盟。在新紫光集团内部,它与紫光展锐、紫光云等进行技术协同,共同开发端侧AI、存算一体解决方案-1。对外,它是 CXL(Compute Express Link)技术联盟的早期核心贡献者(Contributor) -9。CXL是未来数据中心内存扩展的重要互联标准,提前在此布局,意味着其CXL内存扩展主控芯片方案能更好地融入未来的服务器生态,与主流处理器平台适配-5-9

提供全流程服务,降低客户使用难度。他们不仅卖芯片,还提供涵盖芯片设计、验证、测试等环节的全流程一站式设计服务-2。这对于很多想采用先进存储技术但自身设计能力有限的客户来说,是巨大的支持。同时,他们与国内外的封测大厂(如长电科技、通富微电)合作保障产能-1,与瑞芯微等国产芯片厂商深度适配-6,都是在夯实产业链的合作基础。

所以,总的来看,紫光国芯正在有意识地围绕其三维堆叠存储技术,构建一个涵盖标准、开源IP、产业联盟、设计服务、供应链合作的初步生态体系。这套组合拳的目的,正是为了让技术落地更顺畅,吸引更多伙伴加入,共同把市场蛋糕做大,最终实现技术的长期成功和产业影响力的提升。这条路虽然漫长,但方向已经明确。