三星展示FeFET NAND原型，能耗降低96%

快速阅读: 三星推出基于铁电场效应晶体管（FeFET）的新型存储器原型，功耗降低96%，无需持续供电，兼容3D NAND垂直堆叠，有望大幅提升固态硬盘效率和耐久性。

三星研究部门针对传统NAND闪存长期存在的局限性提出了一种解决方案，推出了一款基于铁电场效应晶体管（FeFET）的原型设计。这些FeFET单元不依赖于存储电荷，而是通过翻转铁电材料的两种极化状态来工作。这意味着该存储器可以在没有持续供电的情况下保存数据，并且可以使用更低电压切换状态。在三星的测试中，这种方法将功耗降低了高达96%。对于存储硬件来说，这是一个巨大的转变，尤其是在固态硬盘效率变得越来越重要的今天。

现有的NAND技术严重依赖高压电荷泵来编程和擦除单元。这些脉冲不仅消耗大量能量，还会随着重复循环磨损单元。这种磨损是NAND耐久性提高的最大瓶颈之一，尤其是在密度不断增大的情况下。FeFET概念通过完全取消高电压操作解决了这一问题。通过转向极化变化，每个单元的电应力大大降低，三星认为这最终可能转化为更持久的存储器。

另一个有趣之处在于新架构如何与当今3D NAND所使用的垂直堆叠方法保持兼容。三星的模型以类似的垂直布局排列FeFET单元，这意味着现有的制造基础设施不需要从头开始重新设计。尽管集成铁电材料仍是一项重大的工程任务，但从结构上讲，这一概念与现有行业方向非常契合。这大大增加了这项技术在未来某天出现在实际固态硬盘中的可能性。

这项技术最重要的应用场景可能是在电力受限的环境中。笔记本电脑、手持游戏设备和边缘AI单元具有极其严格的热预算，而存储组件是近年来尚未实现大幅效率提升的少数部件之一。FeFET NAND可以通过减少热量产生，为这些设备提供实质性的电池续航或持续性能提升。在服务器端，即使是很小的效率改进也会产生巨大影响。减少数万个固态硬盘的功耗将显著影响运营成本和冷却需求。

三星确实承认前方存在几个挑战。铁电材料难以控制，确保数百万甚至数十亿个内存单元的一致行为需要进一步完善。保留稳定性也是一个需要长期测试的问题。NAND制造商花费了数十年时间调整其工艺，以从基于电荷的存储中挤出性能；转向新的物理机制意味着要学习一套全新的故障模式和工艺变量。

即便如此，早期数据还是令人鼓舞的。FeFET技术在学术界已经讨论多年，但看到一家主要制造商发布完整的NAND式原型是一个重要的进展。随着计算、内存和网络都变得更加能耗密集，能效已成为关键性能指标，这样的创新可能有助于未来系统保持平衡。

如果三星能够解决可扩展性和可靠性问题，FeFET NAND可能会对从移动设备到AI加速器的所有领域产生影响。目前，它是一个研究里程碑——但也暗示着一种非常不同的固态硬盘可能即将出现。

(以上内容均由Ai生成)