三星发布下一代AI存储技术路线图，晶圆键合成核心

三星电子在未来存储与存储（FMS）大会上，发布了三项面向AI基础设施的下一代存储技术，旨在突破当前在性能、功耗和容量方面的瓶颈。

三项新技术有一个共同点：均采用晶圆键合工艺。晶圆键合是一种半导体制造技术，将两片或多片已完成制造的硅晶圆永久接合，形成单一集成器件。与在同一晶圆上制造所有组件的传统方式不同，该工艺将不同部件分别制造，再以极高精度对齐并键合。

晶圆键合的意义在于，它是在传统制造工艺逼近物理与经济极限后，为数不多仍能推动半导体器件持续微缩的方式之一。三星表示，该技术将存储单元阵列与外围电路分别制造后再键合，可在相同二维空间内实现更高的存储密度，并允许针对每片晶圆独立选用最优制造工艺。

晶圆键合目前已应用于NAND闪存的3D堆叠。这种技术不再将存储电路平铺展开，而是像高层建筑一样垂直叠加。该技术于2014年首次引入，当时为24层NAND闪存，去年已突破300层。

此次发布的核心是BV-NAND（Bonding V-NAND），即三星采用晶圆键合技术的下一代闪存架构。三星表示，该技术可实现超过400层的NAND器件，与现有V9代产品相比，存储密度提升约58%，同时改善读写及输入/输出性能，降低功耗，更适合日益依赖大容量闪存的AI服务器。

除BV-NAND外，三星还发布了两项面向更长远未来的存储概念，有望从根本上改变AI系统架构。

第一项名为zHBM，方案是将HBM存储直接堆叠在AI加速器上方，而非像现在这样置于处理器旁侧。这将缩短数据在处理器与存储之间的传输距离。三星表示，该设计可大幅提升带宽、降低功耗并减少热阻。据估算，结合晶圆键合技术，zHBM最终可实现超过传统HBM5十倍的存储密度，能效提升三倍，热阻降低逾一半。不过，zHBM目前仍处于研究概念阶段，尚未进入部署规划。

第二项名为zNAND-O，是另一项旨在将三维存储扩展至传统NAND实现之外的概念架构。三星披露的细节有限，仅表示zNAND-O是基于V-NAND技术构建的下一代高性能NAND解决方案，目前正在开发四层和八层版本。

上述技术反映出AI需求正在驱动芯片研发方向。HBM已成为AI计算的重要组件，但行业很快遭遇了带宽与速度的瓶颈。三星此次发布的技术，正是其应对带宽挑战的最新尝试。

Q&A

Q1：BV-NAND是什么？与现有NAND技术相比有哪些提升？

A：BV-NAND是三星基于晶圆键合工艺开发的下一代闪存架构，全称为Bonding V-NAND。它可实现超过400层的NAND堆叠，与现有V9代产品相比存储密度提升约58%，同时改善读写和输入/输出性能，并降低功耗，更适合AI服务器对大容量闪存的需求。

Q2：zHBM技术的原理是什么？现在可以用了吗？

A：zHBM的核心思路是将HBM存储直接堆叠在AI加速器上方，而非像现在这样放置在处理器旁侧，从而缩短数据传输距离，大幅提升带宽并降低功耗和热阻。三星估算该技术可实现超过传统HBM5十倍的存储密度，能效提升三倍。但目前zHBM仍是研究概念，尚未进入实际部署阶段。

Q3：三星为什么要在这些新存储技术中都采用晶圆键合工艺？

A：晶圆键合是在传统半导体制造工艺逼近物理和经济极限后，少数仍能推动器件持续微缩的方式之一。它允许将存储单元阵列与外围电路分别制造，再以极高精度接合，既能提升存储密度，又能为每片晶圆独立选用最优工艺，是三星应对AI时代存储需求的关键制造技术路径。