罕見！輝達聯手三星合作加速推進鐵電NAND商業化 直接投入記憶體研發

受 AI 熱潮持續升溫影響，市場對高效能記憶體晶片的需求不斷攀升，HBM 與 NAND 快閃記憶體等產品普遍陷入供不應求局面。在此背景下，輝達不再侷限於傳統供應鏈合作模式，轉而積極介入前瞻性技術研發，以提升自身產品效能並緩解產業瓶頸。

《首爾經濟日報》周四 (12 日) 報導，輝達已加入三星電子的研發陣營，雙方攜手開發新一代 AI 技術，並專注於攻關鐵電 NAND 快閃記憶體這一先進領域。

三星半導體研究院、 英偉達和喬治亞州理工學院的聯合研究團隊開發出一種「物理資訊神經算子」模型，能以比現有模型快 1 萬倍以上的速度分析鐵電基 NAND 器件的性能，並公佈研究成果。基於相關研究成果，三星正與輝達合作開發和商業化鐵電 NAND 快閃記憶體。

值得注意的是，輝達直接投身尚未商業化的新型記憶體技術研發，這在業界尚屬罕見。

鐵電 NAND 因具備高密度堆疊與超低能耗特點，被視為可同時緩解目前記憶體晶片短缺及 AI 資料中心電力壓力的關鍵技術。該技術在理論上可實現高達 1000 層的垂直堆疊，並在功耗方面降低多達 96%，為 AI 運算提供更高效能支援。

根據 Omdia 最新數據，全球 NAND 晶圓出貨量在 2022 年達到 2138.7 萬片高點後持續下滑，今年料將降至 1540.8 萬片，即便到 2028 年也只能回升至 1761 萬片，遠低於市場需求增長的速度。

供需失衡導致今年第一季 NAND 價格季增 90%。輝達打算在即將推出的 AI 加速器「Vera Rubin」中引入名為「推理上下文記憶體儲存」(ICMS) 的新型 NAND，僅此一項便可能消耗全球總供應量的 9.3%，進一步加劇緊張局勢。

同時，AI 產業的能源消耗問題日益凸顯。若無法有效降低能耗，輝達及其客戶恐將面臨產品供應中斷與營運成本上升的雙重風險。

國際能源總署 (IEA) 預測，全球 AI 資料中心耗電量將從 2024 年的約 450 太瓦時，升至 2025 年的 550 太瓦時，2030 年更將突破 950 太瓦時，接近翻倍。

為因應挑戰，輝達持續加強技術投資，本月初向矽光子學企業 Lumentum 與 Coherent 注資 40 億美元，並成立「輝達加速量子研究中心」，探索 GPU 與量子處理器融合的先進運算架構。

輝達與三星在鐵電技術上的合作，正是其佈局未來儲存解決方案的重要一步。鐵電材料因能在無外部電場狀態下維持極化狀態，可大幅減少工作電壓，進而實現更高密度整合。

三星與輝達已共同開發 AI 分析工具，將材料特性分析速度提高一萬倍，為裝置結構優化提供強大輔助。

目前，三星已掌握 200 至 300 層 NAND 堆疊技術，正以鐵電材料為核心，向 1000 層目標邁進，並打算將去年底展示的鐵電晶體管技術推向商用。

專利權方面，南韓智慧財產局數據顯示，三星過去 12 年在鐵電器件領域申請專利 255 項，佔 27.8%，位居全球首位，領先英特爾、SK 海力士與台積電。

同時，中國北京大學近期宣布研發出全球最小 1 奈米鐵電晶體管，顯示該領域競爭正日趨白熱化。

隨著 AI 晶片發展對記憶體效能提出更高要求，各大廠商紛紛加速創新步伐，一場圍繞下一代儲存技術的競賽已然展開。