技術(shù)
導(dǎo)讀:華邦電子產(chǎn)品總監(jiān)朱迪深入剖析了AI時(shí)代存儲(chǔ)技術(shù)的演進(jìn)方向,結(jié)合企業(yè)在制程、產(chǎn)能與產(chǎn)品研發(fā)上的布局,詳細(xì)解讀了華邦電子如何為各類AI應(yīng)用打造高性能閃存與客制化內(nèi)存解決方案,也為行業(yè)呈現(xiàn)了端側(cè)與邊緣側(cè)AI存儲(chǔ)市場(chǎng)的發(fā)展脈絡(luò)。
在人工智能(AI)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)?;涞氐倪^程中,“云邊端”協(xié)同的架構(gòu)體系成為行業(yè)共識(shí),而存儲(chǔ)作為AI數(shù)據(jù)處理與模型運(yùn)算的核心支撐環(huán)節(jié),其技術(shù)選型與產(chǎn)品設(shè)計(jì)直接決定了AI應(yīng)用的落地效率。
其中,云端AI領(lǐng)域,算力、傳輸與存儲(chǔ)三大核心要素里,存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的HBM(高帶寬存儲(chǔ)器)市場(chǎng)長(zhǎng)期被海力士、美光、三星三家廠商壟斷,技術(shù)壁壘與資金門檻讓多數(shù)企業(yè)難以入局。
與之形成鮮明對(duì)比的是,隨著大模型持續(xù)向輕量化、本地化演進(jìn),端側(cè)與邊緣側(cè)設(shè)備成為AI能力下沉的關(guān)鍵場(chǎng)景,這一領(lǐng)域的存儲(chǔ)需求呈現(xiàn)出“小容量、大帶寬、低功耗、小尺寸”的差異化特征,也為專注于利基型存儲(chǔ)市場(chǎng)的企業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。
作為全球存儲(chǔ)領(lǐng)域的重要玩家,華邦電子始終聚焦端側(cè)與邊緣側(cè)AI存儲(chǔ)的技術(shù)突破與產(chǎn)品創(chuàng)新,其推出的CUBE系列、低電壓NOR Flash/HYPERRAM 等產(chǎn)品,精準(zhǔn)匹配了不同AI應(yīng)用場(chǎng)景的存儲(chǔ)需求。
在近期的華邦電子與恩智浦聯(lián)合技術(shù)論壇專訪中,華邦電子產(chǎn)品總監(jiān)朱迪深入剖析了AI時(shí)代存儲(chǔ)技術(shù)的演進(jìn)方向,結(jié)合企業(yè)在制程、產(chǎn)能與產(chǎn)品研發(fā)上的布局,詳細(xì)解讀了華邦電子如何為各類AI應(yīng)用打造高性能閃存與客制化內(nèi)存解決方案,也為行業(yè)呈現(xiàn)了端側(cè)與邊緣側(cè)AI存儲(chǔ)市場(chǎng)的發(fā)展脈絡(luò)。
深耕存儲(chǔ)領(lǐng)域
夯實(shí)產(chǎn)能與制程基礎(chǔ)
在AI存儲(chǔ)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中,制程工藝與產(chǎn)能布局是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,華邦電子在這兩大維度持續(xù)深耕,為AI應(yīng)用的存儲(chǔ)需求提供了堅(jiān)實(shí)支撐。
目前,華邦電子的8Gb LPDDR4產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),月出貨量達(dá)到百萬級(jí),并于近日正式推出先進(jìn)16nm制程8Gb DDR4 DRAM,未來還將推出16Gb DDR4和LPDDR4產(chǎn)品,填補(bǔ)市場(chǎng)在相關(guān)規(guī)格上的空缺。

產(chǎn)能方面,華邦電子擁有兩座12英寸晶圓廠,臺(tái)中科學(xué)園區(qū)的晶圓廠自2006年量產(chǎn)以來,月產(chǎn)能穩(wěn)定在6萬片;高雄科學(xué)園區(qū)的晶圓廠于2022年第四季度投產(chǎn),目前月產(chǎn)能為1.5萬片,先進(jìn)制程的DRAM產(chǎn)品正是在此生產(chǎn),現(xiàn)階段企業(yè)DRAM整體月產(chǎn)能已超2萬片。

面對(duì)當(dāng)前DRAM產(chǎn)能緊缺的市場(chǎng)現(xiàn)狀,華邦電子還宣布了新的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,預(yù)計(jì)投資近400億新臺(tái)幣(約89億元人民幣),用于Flash與客制化內(nèi)存解決方案(CMS)擴(kuò)產(chǎn),進(jìn)一步強(qiáng)化在利基型DRAM市場(chǎng)的供給能力。
從市場(chǎng)布局來看,華邦電子避開了云端HBM的激烈競(jìng)爭(zhēng),轉(zhuǎn)而聚焦端側(cè)與邊緣側(cè)AI存儲(chǔ)的差異化需求,憑借成熟的制程工藝與靈活的產(chǎn)能調(diào)配,成為這一細(xì)分領(lǐng)域的重要參與者。
攻克功耗與尺寸難題
精準(zhǔn)匹配端側(cè)AI小容量大帶寬需求
隨著AI模型不斷小型化、推理效率提升,端側(cè)設(shè)備成為AI部署的重要場(chǎng)景,但端側(cè)存儲(chǔ)面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn):傳統(tǒng)端側(cè)設(shè)備存儲(chǔ)容量需求較低,加入AI后帶寬需求卻數(shù)倍提升,同時(shí)受電池供電限制,對(duì)功耗極為敏感,形成了“小容量、大帶寬、超低功耗”的核心需求特征。
針對(duì)這一需求,華邦電子推出了CUBE類產(chǎn)品,其核心邏輯是通過增加IO數(shù)量來提升帶寬,而非提高單條線的頻率,這就像通過增加高速公路車道數(shù)提升運(yùn)輸能力,既避免了單車道“車速”提升帶來的功耗增加,又實(shí)現(xiàn)了整體帶寬的大幅增長(zhǎng)。

朱迪介紹,CUBE的IO數(shù)量可達(dá)512個(gè)、1024個(gè)甚至1k、2k個(gè),需通過SoC芯片內(nèi)部的芯片級(jí)堆疊、2.5D或3D先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn),且產(chǎn)品被放置于SoC下方,既能借助SoC位置的散熱片解決散熱問題,又能通過TSV將信號(hào)傳導(dǎo)至基板,大幅降低先進(jìn)封裝的成本。
不過,CUBE產(chǎn)品推向市場(chǎng)的速度較慢,核心原因在于其需要與SoC深度綁定,按照客戶規(guī)格統(tǒng)一界面進(jìn)行定制化開發(fā),而SoC產(chǎn)品的研發(fā)周期與改版風(fēng)險(xiǎn)也增加了不確定性。但定制化也為客戶帶來了差異化優(yōu)勢(shì),能幫助客戶打造市面上獨(dú)有的產(chǎn)品,尤其適合追求性能突破的AI眼鏡等產(chǎn)品。
為了平衡定制化的弊端,華邦電子還推出了標(biāo)準(zhǔn)化的CUBE-Lite產(chǎn)品,在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)品基礎(chǔ)上增加IO數(shù)量,保留標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,幫助客戶縮短上市周期、降低封裝門檻。
在功耗優(yōu)化上,華邦電子主要從兩個(gè)方向發(fā)力:
一是降低電壓:作為全球首家推出1.2V Serial NOR Flash和1.2V HYPERRAM的廠商,其低電壓產(chǎn)品適配手表、手環(huán)、智能眼鏡等穿戴式設(shè)備,契合SoC制程先進(jìn)化帶來的工作電壓下降趨勢(shì);
二是提升傳輸速度:讓設(shè)備快速完成數(shù)據(jù)處理與傳輸后迅速進(jìn)入休眠,盡管單次運(yùn)行瞬時(shí)功耗較高,但整體平均功耗顯著降低,有效提升電池續(xù)航。
對(duì)于AI眼鏡、AI玩具等小型端側(cè)設(shè)備,除了低功耗,小尺寸也是核心要求。朱迪表示,華邦電子通過制程演進(jìn)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)芯片的小型化,比如NOR Flash從58nm進(jìn)步到45nm,NAND Flash從32nm進(jìn)步到24nm,在相同容量下縮小die的尺寸,再通過WLCSP封裝將存儲(chǔ)芯片集成到小型PCB上,滿足AI眼鏡等設(shè)備在尺寸上的極致要求。
適配邊緣側(cè)AI多元產(chǎn)品形態(tài)
依托LPDDR4搶占高帶寬市場(chǎng)
邊緣側(cè)AI的產(chǎn)品形態(tài)與算力差異顯著,不同設(shè)備對(duì)存儲(chǔ)的需求也各有側(cè)重,華邦電子針對(duì)邊緣側(cè)的多元化場(chǎng)景,推出了適配性強(qiáng)的存儲(chǔ)產(chǎn)品,成為掃地機(jī)器人、AI眼鏡等熱門邊緣AI產(chǎn)品的核心存儲(chǔ)供應(yīng)商。
掃地機(jī)器人是今年邊緣AI的爆款產(chǎn)品,疊加家電補(bǔ)貼政策后海外出口表現(xiàn)亮眼,這類產(chǎn)品的智能功能對(duì)存儲(chǔ)的容量和帶寬要求相對(duì)適中,主要使用DDR4和LPDDR4,其中8Gb LPDDR4因性能與成本的平衡成為主流選擇,目前華邦電子的該產(chǎn)品月出貨量可觀,已被國內(nèi)頭部掃地機(jī)器人廠商采用。
而AI眼鏡作為邊緣AI的另一重要產(chǎn)品,對(duì)存儲(chǔ)的要求更高,主流的高通平臺(tái)方案會(huì)搭配較大容量的LPDDR4、DDR4或DDR5,再加上一顆eMMC。CUBE產(chǎn)品低功耗、高帶寬、小容量的特性可進(jìn)一步提升產(chǎn)品性能,有望為下一代AI眼鏡提供助力。
值得注意的是,在邊緣側(cè)AI應(yīng)用中,LPDDR4的使用頻率甚至高于DDR4,即便在非移動(dòng)端、供電充足的設(shè)備中也是如此。朱迪解釋,這是因?yàn)長(zhǎng)PDDR4為32位架構(gòu),帶寬更高,速度可達(dá)到4266MT/s,雙通道32位IO能夠更好地滿足邊緣側(cè)AI的高帶寬需求,這也讓低功耗存儲(chǔ)產(chǎn)品在邊緣側(cè)市場(chǎng)獲得了更廣泛的應(yīng)用空間。
從掃地機(jī)器人到AI眼鏡,華邦電子通過對(duì)邊緣側(cè)不同產(chǎn)品存儲(chǔ)需求的精準(zhǔn)拆解,以標(biāo)準(zhǔn)化的DDR/LPDDR產(chǎn)品覆蓋主流場(chǎng)景,以定制化的CUBE產(chǎn)品布局高端需求,形成了層次化的邊緣側(cè)AI存儲(chǔ)解決方案。
小結(jié)
在AI向“云邊端”全場(chǎng)景滲透的趨勢(shì)下,端側(cè)與邊緣側(cè)的存儲(chǔ)需求正成為市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。華邦電子憑借對(duì)細(xì)分場(chǎng)景的深刻理解,以定制化與標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)合的產(chǎn)品策略,攻克了功耗、尺寸、帶寬等核心技術(shù)難題,為各類AI應(yīng)用的落地提供了高性能的存儲(chǔ)技術(shù)支撐。未來隨著AI設(shè)備的進(jìn)一步普及,其在端側(cè)與邊緣側(cè)的存儲(chǔ)布局或?qū)⒂瓉砀蟮氖袌?chǎng)空間。