3D SRAM（三維靜態隨機存儲器）可顯著提升容量 開發與應用受到重視

　　3D SRAM，三維靜態隨機存儲器，是一種將存儲單元垂直堆疊形成三維結構，且通電時數據可以長久存儲的隨機存取存儲器。

 

　　SRAM，靜態隨機存取存儲器，利用晶體管存儲數據，在通電狀態下數據可以恒常保存，當斷電時存儲的數據會丟失。與DRAM（動態隨機存取存儲器）相比，SRAM集成度較低、相同體積下容量較小，但工作速度快。SRAM主要用作二級高速緩存。

 

　　憑借高處理速度、高可靠性、高制造工藝兼容性等優點，SRAM適合用來制造存算一體芯片。存算一體芯片將存儲單元、計算單元功能集于一體，目的是大幅提高數據處理效率。為充分滿足存儲、計算需求，SRAM需要優化設計，提高其面積密度，在體積不變情況下提升容量。3D SRAM因此被開發問世。

 

　　根據新思界產業研究中心發布的《2025-2030年中國3D SRAM（三維靜態隨機存儲器）行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示，由于每個存儲單元需要多個晶體管，結構復雜，導致SRAM集成度低。3D SRAM通過垂直堆疊存儲單元的方法來提升密度，可以規避傳統SRAM容量受面積密度限制的問題，能夠在保持芯片體積不變的情況下顯著提升容量，滿足算力需求。3D SRAM通常采用TSV（硅通孔）技術來實現垂直堆疊。

 

　　從技術研究成果方面來看，2024年5月，遼寧材料實驗室與山西大學、中國科學院金屬研究所、中山大學、中國科學院大學、山東大學等聯合，設計出了一種基于范德華界面插層的量子效應摻雜范式，并借此制造出三維集成的垂直靜態隨機存儲器器件（3D SRAM），相關研究成果發表于《Nature》。

 

　　從產業化發展來看，2021年11月，AMD推出Zen 3架構處理器，首次采用3D垂直緩存（3D V-Cache）技術，使用7nm制程工藝SRAM芯片進行堆疊；2024年7月，富士通介紹基于“云原生3D眾核”架構的MONAKA處理器，其采用3D SRAM技術，包含144個Armv9架構核心，計劃2027年出貨。

 

　　在人工智能、萬物互聯背景下，數據產生量迅速增多，其存儲、計算需求快速增長，為突破馮·諾依曼結構瓶頸、提高算力，存算一體芯片受到關注，相關研究機構與布局企業不斷增多，例如我國恒爍股份正在布局基于SRAM的存算一體AI芯片。在此背景下，3D SRAM行業擁有廣闊發展空間。

 

　　新思界行業分析人士表示，我國3D SRAM行業發展與國際巨頭相比存在差距。2024年8月，我國工信部發布國家重點研發計劃“微納電子技術”重點專項2024年度項目申報指南，提出面向高性能計算核心芯片架構變革對集成電路三維器件與電路集成方式的突破需求，研究順序集成的同質垂直互補器件（CFET）與在片三維靜態隨機存儲器（3D SRAM）集成技術。在政策推動下，我國3D SRAM行業發展速度有望加快。

 

關鍵字： 3D SRAM 三維靜態隨機存儲器