三星电子突破性技术：新型NAND闪存功耗狂降96%

11月27日，三星电子宣布其先进技术研究院（SAIT）与半导体研究所联合研发团队在存储领域取得颠覆性突破——全球首创的铁电晶体管架构NAND闪存技术，可将现有产品功耗降低96%。该成果已发表于国际顶级学术期刊《自然》（Nature），并被业界视为解决人工智能（AI）数据中心与移动设备能耗危机的关键技术。

技术核心：铁电材料与氧化物半导体的协同创新

传统NAND闪存通过向存储单元注入电子实现数据存储，其容量提升依赖堆叠更多层数，但这一方式导致读写功耗随层数增加呈指数级上升。例如，当前主流的200层以上3D NAND在数据中心场景中，单芯片功耗已突破10瓦，成为制约算力扩展的核心瓶颈。

三星团队创新性地融合铁电材料与氧化物半导体，构建出全新存储单元结构。铁电材料具有自维持电极化特性，无需持续供电即可保持数据状态，而氧化物半导体虽存在阈值电压不稳定的问题，但其极低的泄漏电流特性恰好与铁电材料的极化控制效应形成互补。研究团队通过协同设计，使存储单元串的工作电压从传统架构的18V降至0.7V，实现功耗断崖式下降。

实验数据显示，在保持每单元5比特（QLC）高容量存储能力的前提下，新型架构的读写功耗较现有技术降低96%，且数据传输速度提升3倍。三星电子SAIT研究员、论文第一作者Yoo Si-jeong表示：“这项技术彻底突破了‘容量提升必导致功耗激增’的行业困局，为革命性SSD（固态硬盘）的研发奠定基础。”

应用场景：从数据中心到终端设备的全链条革新

该技术商业化落地后，将率先应用于三大领域：

AI数据中心：以一座配备10万片NAND芯片的典型数据中心为例，采用新技术后年耗电量可从1.2亿度降至480万度，相当于减少40万吨二氧化碳排放，同时运营成本直降90%。
移动终端：智能手机等设备的存储模块功耗占比将从目前的15%降至不足1%，单次充电续航时间可延长40%以上。
边缘计算：在自动驾驶、工业物联网等对能效敏感的场景中，低功耗存储将显著提升设备可靠性，减少散热系统负担。

市场研究机构TrendForce预测，2025年全球NAND闪存市场规模将达620亿美元，其中AI相关需求占比超40%。三星电子凭借此项技术，有望进一步巩固其32.9%的市场份额领导地位。

技术路线图：量产进程与长期规划

三星已启动该技术的产业化布局：

短期：计划在2026年推出的第九代V-NAND（286层堆叠）产品中部分导入铁电架构，目标良率突破85%。
中期：2027年实现400层堆叠NAND与铁电技术的融合，单芯片容量达4Tb（512GB），较现有产品提升8倍。
长期：瞄准2030年千层以上3D NAND研发，同步推进铁电材料在DRAM内存中的应用，构建全栈低功耗存储解决方案。

行业影响：重新定义存储技术竞争规则

三星此次突破不仅解决了AI时代的能耗难题，更重塑了存储芯片的技术范式。传统NAND厂商长期依赖堆叠层数与制程缩小的“摩尔定律式”竞争，而三星通过材料科学与架构创新的“超越摩尔”路径，开辟了新的技术赛道。

SAIT院长Kim Jae-hong强调：“从全固态电池到内存内计算，三星始终以基础研究驱动产业变革。此次铁电NAND的突破，再次证明我们在半导体材料领域的全球领导力。”随着AI算力需求以每年50%的速度增长，低功耗存储技术将成为决定未来十年产业格局的关键变量。