功耗大幅減低96%，三星閃存新突破！

三星全球首創NAND 閃存功耗銳減技術！96% 降幅破解 AI 時代電力困局

三星電子高級技術研究院（SAIT）的研究人員全球首次發現一種核心機制，可將現有 NAND 閃存的功耗降低高達 96%，這一突破有望為解決 AI 時代的電力危機提供關鍵支撐。

三星電子于 27 日宣布，由三星電子高級技術研究院（SAIT）與半導體研究所共 34 名研究人員聯合撰寫的題為《用于低功耗 NAND 閃存的鐵電晶體管》的論文，已發表于頂尖學術期刊《自然》（Nature）。該研究通過創新融合鐵電材料與氧化物半導體，全球首次明確了可使 NAND 閃存功耗較現有技術降低 96% 的核心機制，是一項完全自主研發的基礎性技術成果。

技術突破：破解容量與功耗的“兩難悖論”

傳統 NAND 閃存通過向存儲單元注入電子來存儲數據，而要提升存儲容量，就必須增加存儲單元（堆疊層數）。但由于 NAND 閃存采用串聯結構、信號需逐單元傳輸的特性，堆疊層數越多，所需工作電壓越高，進而導致讀寫功耗大幅增加 —— 這一 “容量提升與功耗激增” 的矛盾，長期制約著 NAND 閃存的技術演進。

為解決這一難題，業界早有研究嘗試利用鐵電材料的特性（無需注入電子，通過自發極化變化即可存儲信息）開發下一代 NAND，但始終未能破解 “容量提升與能效下降” 的權衡困境。而三星 SAIT 的研究團隊則從氧化物半導體的固有特性中找到突破口：盡管氧化物半導體存在閾值電壓難以精準控制的普遍短板，但其具備 “無用泄漏電流極低” 的核心優勢。研究人員全球首次發現，當氧化物半導體的 “閾值電壓難控特性” 與鐵電材料的 “極化控制效應” 相結合時，可形成一種核心機制，能大幅降低存儲單元串運行所需的工作電壓。

通過這一創新組合，三星團隊成功驗證：在保持現有最高水平的“每單元 5 比特” 大容量存儲能力的同時，可實現高達 96% 的功耗降幅。這一成果被業界評價為 “通過材料創新與結構優化，徹底突破了傳統 NAND 閃存的結構性局限”。

商業價值：覆蓋全場景AI 終端，激活千億市場潛力

一旦該技術實現商業化落地，有望全面提升從大型 AI 數據中心到移動終端、邊緣 AI 系統等多領域的能效水平：對數據中心而言，功耗的大幅降低將直接削減運營成本；對移動設備來說，則能顯著延長電池續航時間。三星電子通過明確 “低功耗、大容量” 的技術發展方向，為革命性 SSD（固態硬盤）的研發奠定基礎，進一步鞏固了未來市場競爭力。

市場數據顯示，NAND 閃存行業正迎來持續增長期：據 Omdia 預測，2024 年全球 NAND 市場規模為 656 億美元，到 2029 年將增至 937 億美元，同期比特出貨量年均增長率預計達 17.7%。目前，三星電子已通過第九代 V-NAND 量產夯實了超高堆疊技術基礎，并針對服務器、個人電腦、移動設備等全應用場景，優化了基于 QLC（四級單元）的大容量 SSD 產品矩陣。

尤其值得關注的是，面對“大容量導向” 的市場重構趨勢，三星正持續擴大 AI 服務器 SSD 的產品占比，并為車載終端、邊緣設備、終端側 AI 等下一代應用場景展開戰略布局。市場研究機構 TrendForce 數據顯示，2025 年第二季度，三星電子 NAND 閃存營收約達 52 億美元，環比增長 23.8%，市場份額占比 32.9%，穩居行業領先地位。

研發基因：SAIT 深耕未來技術，多篇成果登頂頂刊

作為三星電子旗下專注于“未來 5 年后新興商業技術” 的核心研發機構，SAIT 長期聚焦半導體、顯示、電池等多領域的早期種子技術研發，其成果多次發表于《自然》及旗下子刊，形成了強大的技術儲備：

• 2019 年（《自然》）：證實 “自發光 QLED 的商業化可行性”；

• 2020 年（《自然?能源》）：研發 “全固態電池” 基礎技術，可在將體積縮小一半的同時，提升壽命與安全性；

• 2021 年（《自然?電子學》）：提出 “類腦下一代神經形態半導體” 愿景；

• 2022 年（《自然》）：全球首次實現 “基于 MRAM 的內存內計算”。

此次低功耗 NAND 技術的突破，再次彰顯了三星在半導體基礎研究領域的全球領先地位，也為 AI 時代高能耗難題提供了極具產業化價值的解決方案。

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