关键词: 谦合益邦 3D DRAM 存算一体 云游戏 国产芯片
8月21日,3D存算一体芯片企业谦合益邦宣布,其自主研发的全球首款4层3D DRAM堆叠存算一体芯片成功回片并点亮。这一进展标志着4层3D DRAM堆叠存算一体芯片从技术验证正式迈入工程落地阶段,也意味着中国在三维存算一体芯片领域取得了具有里程碑意义的成果。

谦合益邦此次发布的芯片采用了自研的全新三维集成原生计算架构与3D DRAM堆叠技术,在全球范围内首次实现4层芯片在垂直方向的高密度集成。该芯片以逻辑层为基底、4层DRAM堆叠其上的"4+1"三维堆叠架构,将计算单元与存储单元在三维空间中深度融合,从根本上突破了传统平面架构下计算与存储分离带来的"内存墙"瓶颈。
在性能层面,这款芯片实现了全方位的跃升。据谦合益邦官方披露,其数据访存带宽较传统方案提升一个数量级,访存功耗和延时降低一个数量级,单位时间数据处理吞吐量提升一个数量级,单次数据处理成本也下降一个数量级。这一系列指标的系统性突破,为云游戏、大规模并行计算与高并发数据流处理等场景提供了全新的硬件加速范式。
谦合益邦成立于2024年1月,是国内最早专注于3D存算一体、三维集成原生芯片架构和云游戏应用加速的芯片公司。其核心团队早在2018年便率先启动全球第一款基于3D DRAM存算一体架构芯片的探索研发及量产,历经多轮流片与多代架构迭代,形成了深厚的技术积累。目前,公司已拥有G100系列高能效SoC芯片和C100系列云端游戏芯片两大产品线,其中G100采用12nm制程工艺,已在翻译笔、学习机等终端产品中落地应用。
在资本层面,谦合益邦近期完成了超20亿元的B轮融资,投资方包括国调基金、中国移动链长基金、山行资本、南山资本、混沌投资等多家机构。网易有道直接持股11.8323%,网易有道CEO周枫持股8.3976%并出任公司董事长。中国移动链长基金与网易有道作为长期股东,在业务层面与公司形成深度协同,为芯片的规模化落地提供了需求入口与验证场景。公司同时与中国移动深度合作,对接九天大模型平台与OISA协议,并与腾讯云建立了战略合作关系。

从单层到四层,3D DRAM堆叠的每一层增量都意味着设计与工艺极限的重新挑战。垂直扩展能力固然是决定存算一体芯片访存带宽与存储容量上限的关键,但层数每增加一层,良率、可靠性与热管理等技术难题便随之倍增。
热管理是首要难题。在传统的二维平面架构中,裸片产生的热量可以直接传导至顶部的均热板和散热器中,但在三维架构中,热量必须垂直穿透多层硅片、硅通孔阵列、聚合物底部填充胶以及微凸块界面。对于真正的三维垂直堆叠,一旦封装总功率超过350瓦,基于空气的散热将完全失效,必须强制引入液冷系统与高性能的热界面材料。此外,堆叠密度的增加导致散热空间变小,底层逻辑芯片产生的热量可能降低DRAM的保持特性,影响数据稳定性。
混合键合工艺与良率控制则是另一道高墙。无凸点混合铜键合要求达到10μm甚至1μm级的互连间距,对表面平整度、键合精度、热膨胀匹配提出了极高要求。硅桥与基板材料的差异可能导致热膨胀不匹配,引发机械应力与裂纹。更为棘手的是,一旦层堆叠完成,访问和修复中间层变得极其困难,需要大幅提高已知良品芯片选择的准确性,这直接增加了制造成本与测试复杂度。
层间对准精度与垂直互连一致性同样考验着工程团队的极限。制造工艺涉及高纵横比刻蚀、原子层沉积等前沿工艺,制造难度极大。谦合益邦能够完成"4+1"堆叠架构的点亮,意味着其在三维封装、晶圆制造与前后端设计等全流程环节均已打通闭环,实现了核心技术自主可控。
云游戏是谦合益邦最为明确的落地方向。作为由网易孵化的芯片企业,谦合益邦自成立之初便聚焦于云游戏应用加速。云游戏本质上是"重算力、重带宽"的重资产业务,传统架构下数据在云端服务器与终端之间的频繁搬运,不仅推高了延迟,也大幅拉升了算力成本与能耗开支。
谦合益邦的4层3D DRAM存算一体芯片通过缩短数据搬运路径、提升并行处理能力,能够在云端直接完成图形渲染所需的密集计算,有望降低单用户服务成本并提升画面流畅度与响应速度,为电竞酒店、网咖标准化算力升级等B端场景的降本增效提供硬件层面的支撑。
与此同时,该芯片在大规模并行计算、高并发数据流处理以及AI推理等场景中同样具备显著优势。其高带宽、低延时的特性可支撑实时视频编解码、智能推荐与大模型推理等计算密集型任务,而"存算一体"架构本身对数据搬运功耗的压缩,也使其在边缘计算与端侧部署中具备能效竞争力。
来源:电子工程专辑