目標瞄準AI數據中心 ,1c DRAM具備哪些技術優勢
原創近日,SK海力士宣布推出首款采用第六代10納米級(1c)工藝16Gb DDR5 DRAM的消息引起了筆者的關注。根據SK海力士對外發布的信息顯示,1c 16Gb DDR5 DRAM將主要面對AI數據中心市場,能夠提供更高的性能和更低的能耗。在此之前,三星電子也對外宣稱將于今年年底量產1c DRAM產品。那么,相比上一代的1b DRAM,1c DRAM有哪些技術上的優勢?本文將重點介紹。
何為1c DRAM?
1c DRAM(1 Transistor - 1 Capacitor Dynamic Random Access Memory)是一種動態隨機存取存儲器技術,它使用一個晶體管和一個電容器來存儲數據。簡單來講,1c就是一種DRM的制造工藝,即采用第六代10納米級工藝制造生產的DRAM芯片,包括DDR5、HBM等芯片。
在此之前,各大內存廠商將上一代DRAM芯片按照1X、1Y、1Z進行工藝區分,1X nm工藝相當于16-19nm制程工藝、1Y nm相當于14-16nm制程工藝,1Z nm工藝相當于12-14nm制程工藝,1a、1b和1c則分別代表14-12nm、12-10nm以及10nm及以下制程工藝。
去年1月,SK海力士首次實現了10納米級別第四代(1a)DDR5服務器用DRAM,并獲得英特爾的認證。同年5月,SK海力士實現了10納米級別第五代(1b)DDR5,并再次進入英特爾數據中心的兼容性驗證。三星電子現有的HBM3E產品主要基于1a DRAM。由于三星1b DRAM未能通過英偉達最新AI GPU(例如Hopper和Blackwell)的資格測試,這也意味著三星仍無法獲得英偉達的HBM3E訂單,迫使三星考慮采用更先進的1c DRAM來打造新一代的HBM4。
據韓媒報道,在下一代的HBM4內存開發上,韓國存儲芯片大廠三星和SK海力士都將計劃使用1c制程的DRAM。
1c DRAM有哪些技術優勢
與上一代1b DRAM相比,1c DRAM在存儲密度、性能和功耗方面都有明顯的技術優勢。
存儲密度:1c DRAM技術采用了更先進的制程工藝,使得存儲單元的尺寸進一步縮小,從而在相同面積的硅片上集成更多的存儲單元,提高了存儲密度。相比之下,1b DRAM技術雖然也采用了10納米級別的工藝,但1c DRAM在微細化方面更進一步,提供了更高的存儲密度。
性能:1c DRAM技術在性能上也有所提升,例如SK海力士開發的1c DDR5 DRAM的運行速度為8Gbps,相比1b工藝的前一代產品速度提高了11%。這意味著1c DRAM能夠提供更快的數據傳輸速度,對于高性能數據中心和AI計算應用尤為重要。
功耗:隨著技術的進步,1c DRAM在能效方面也有所改進,相比1b DRAM能夠實現更高的能效比。SK海力士的1c DDR5 DRAM的能效提高了9%以上,這對于數據中心等需要大量存儲資源的應用場景來說,可以顯著降低能耗成本。
雖然1c DRAM在技術上有著明顯的優勢,但是隨著制程技術向更小的尺寸發展,1c DRAM在制造過程中可能會遇到更多的技術挑戰,如更高的工藝精度要求、更復雜的設計以及更嚴格的熱管理等。不過,由于性能、功耗、存儲密度等方面有著更加明顯的優勢,因此1c DRAM技術被業界普遍看好,并計劃廣泛應用于高性能計算、AI、數據中心以及移動設備等領域。
綜上所述,1c DRAM技術在存儲密度、性能和功耗方面相比1b DRAM有所提升,但同時也面臨著更多的技術挑戰。隨著技術的不斷發展和成熟,1c DRAM有望在未來的存儲市場中發揮更大的作用。
1c DRAM當前市場格局
生成式AI和大模型應用正在加速DRAM行業的技術發展和迭代速度。2024年,存儲市場強勢反彈,市場的復蘇正好迎來1c DRAM產品推出時間,所以1c DRAM產品成為市場復蘇后各家競爭關鍵。
目前來看,SK海力士和美光已經量產1b DRAM,三星在研發1b DRAM的時候受到過阻礙,這讓三星壓力倍增。三星一直提倡在技術上領先于對方,為更好拉開與SK海力士和美光之間的差距,跳過1b nm DRAM研發將有利于其在下一階段領先于競爭對手。當然,這與目前1b DRAM已經被SK海力士和美光搶占了市場也有很大的關系。
截至到現在,SK海力士已經宣布推出首款采用第六代10納米級(1c)工藝16Gb DDR5 DRAM產品,三星也公布了將在年底量產1c DRAM來打造新一代的HBM4。美光采用極紫外光刻技術的1γ DRAM(美光將1c DRAM稱之為1γ DRAM)試產進展順利,并計劃于2025年實現量產。
不難發現,目前三家DRAM廠商均在1c DRAM投入了大量的研發精力,且研發進度也比較接近,未來的走勢和競爭趨勢如何,還需要時間和機遇的檢驗。