比利时 Imec 公布 3D CCD 内存架构，结合 DRAM 速度与 NAND 密度提升 AI 推理性能

5 月 19 日消息，比利时研究机构 Imec 于 5 月 12 日发布博文，展示了一种 3D CCD 内存架构，目标结合 DRAM 的高速度与 NAND 闪存的存储密度，提升 AI 推理性能。

针对当前 AI 加速器常见的“内存墙”（算力还在等数据，无法持续处理 Token）瓶颈，Imec 提出了全球首个专为 AI 设计的 3D 电荷耦合器件（CCD）内存方案。

3D CCD 内存架构最关键的工艺，在于垂直堆叠内存芯片，从而缩短数据传输路径，并提高集成密度。

Imec 称，这种器件在实验室条件下的电荷传输速度超过 4GHz。对 AI 推理来说，如果数据能更快送到计算单元，就有机会减少等待时间，从而压低单位任务的内存成本。

为了降低漏电，并支持更高密度的 3D 集成，研究人员采用了 IGZO 材料，也就是 indium gallium zinc oxide（铟镓锌氧化物）。

原文称，这种化合物在电子迁移率、能效和光学透明性方面都优于传统硅材料，它更适合做高密度堆叠结构中的电荷传输层，但现阶段优势主要停留在实验结果，离大规模量产还有距离。

CCD 这项技术并不新，它曾广泛用于数码相机、广播视频设备、科学成像设备和天文传感器。后来，CMOS 传感器凭借更快速度、更低功耗和更低制造成本，逐步取代了 CCD。

CMOS 还能把模数转换和图像处理等关键功能集成到芯片上，因此更适合轻薄、低成本的现代相机设计。Imec 这次的尝试，等于把一项老技术重新带回新场景。

但这项 3D CCD 技术目前仍停留在概念验证阶段，能否可靠、经济地扩展到真实产品，原文未给出答案。

研究人员也直言，它短期内不太可能出现在数据中心服务器里。眼下最大的现实障碍，是散热表现和层数扩展能力。如果这两点迟迟无法解决，这类架构就很难真正替代现有主流内存方案。

附上参考地址

• Imec demonstrates the first 3D implementation of a charge coupled device for AI memory applications