闪迪专利突破：3D异构集成实现4TB NAND直连AI/GPU芯片

闪迪近期公开了一项名为“处理核心、装置及计算系统”的专利，专利号为US12430274B2，提出一种创新的3D异构集成架构：将NAND闪存裸片直接堆叠于图形处理器或人工智能处理器芯片正下方。

该方案延续了闪迪此前发布的高带宽闪存技术路线，采用类比高带宽内存的分层堆叠结构，利用硅通孔技术实现多层NAND闪存的垂直互连。单个闪存堆栈的最大容量可达4TB，较当前主流高带宽内存单堆栈64GB的容量提升达64倍。此次专利正是将这一容量目标转化为可落地物理架构的关键技术路径。

在具体设计中，NAND闪存裸片通过CMOS键合阵列集成于主计算芯片正下方，而高带宽内存堆栈则保留在同一中介层上，形成两种存储资源的协同部署。高带宽内存专注执行低延迟、高优先级的实时读写任务，NAND闪存则承担大容量、高吞吐的数据存取需求。两者通过宽位宽通道实现高效互联，在提升数据传输效率的同时，有助于降低延迟、削减硬件成本与整体功耗。

目前，人工智能加速器和图形处理器普遍依赖高带宽内存提供高速存储支持，但其单堆容量仅限于32GB至64GB，且通常布置在主芯片侧边，导致芯片间数据交换存在明显延迟。NAND闪存虽具备单位容量成本更低、单堆容量更大的优势，却因物理距离远、访问速度受限，难以满足核心计算单元对即时数据响应的需求。

闪迪此项专利旨在弥合上述性能与容量之间的结构性矛盾。然而，该技术仍处于专利阶段，实际应用面临多项挑战，包括功耗管理、制造工艺复杂性、封装集成难度等。尤其在同一封装内同步集成NAND闪存与动态随机存取存储器的工程可行性，尚待进一步验证。