3 月 13 日消息，得益于 AI 需求，包括 HBM 和 NAND 閃存在內的各種存儲芯片已經普遍處于供不應求的局面。在此背景下，英偉達正加強與戰略伙伴的前瞻性技術合作，而不僅僅停留在簡單的供應關系上。

據《首爾經濟日報》昨日報道，英偉達現已加入了三星電子的研發行列，共同開發新的 AI 技術并合作研發鐵電 NAND 閃存。英偉達直接參與內存研發，尤其是尚未商業化的鐵電 NAND 這類未來技術，實屬罕見之舉。

鐵電 NAND 正被視作一項有望同時破解大型科技公司當前面臨的兩大難題的突破性技術：內存芯片短缺與 AI 數據中心的電力危機。該技術通過實現高達 1000 層的堆疊，并最多可降低 96% 的功耗，為行業提供了新的解決思路。

市場研究機構 Omdia 于 3 月 12 日發布的最新數據顯示，全球 NAND 供應量在 2022 年達到峰值，出貨量達 2138.7 萬片（晶圓），而預計今年將下降至 1540.8 萬片。即便到 2028 年，供應量也僅能恢復至 1761 萬片，遠遠無法滿足激增的市場需求。

隨著 NAND 短缺問題日益嚴峻，價格已出現飆升，僅今年第一季度環比漲幅就達到 90%。英偉達計劃在其下一代 AI 加速器“Vera Rubin”中引入名為“推理上下文內存存儲”（ICMS）的新型 NAND，此舉預計將進一步推高市場需求。據估算，僅此一項所需的 NAND 就將占到全球總量的 9.3%。

與此同時，AI 產業所帶來的電力危機也在加劇。根據國際能源署的預測，全球 AI 數據中心的耗電量預計將從 2024 年的約 450 太瓦時，激增至今年的 550 太瓦時，到 2030 年更是將達到 950 太瓦時，幾乎翻倍。對于英偉達而言，這兩大問題最終可能導致其 AI 加速器的供應中斷，并增加其數據中心客戶的成本負擔。

為解決這些問題，英偉達正不斷擴大對新技術的投資。例如，英偉達 3 月 2 日就向硅光子學初創企業 Lumentum Holdings 和 Coherent 投資 40 億美元（IT之家注：現匯率約合 275.16 億元人民幣）。去年，英偉達還宣布計劃建立“英偉達加速量子研究中心”（NVAQC），這是一個通過結合 GPU 和量子處理單元（QPU）來最大化效率的新型計算基礎設施，并將與相關企業展開合作。此次與三星電子在鐵電技術上的合作，同樣被視為其獲取新興技術努力的一部分。

鐵電材料的特性在于，無需施加外部電場（即高電壓）即可保持正負兩極分離的極化狀態。然而，目前包括 NAND 在內的半導體芯片主要使用硅材料，需要相對較高的電壓來分離兩極并處理信息。如果用鐵電材料替代硅，將顯著降低對電壓的需求。同時，更低的電壓也意味著可以實現更密集的堆疊，從而提高供應能力。

為充分挖掘這些優勢，必須分析鐵電材料復雜的材料特性，并找到最優的器件結構。為此，三星與英偉達兩家公司已經開發出了一種 AI 技術，能夠將分析速度較現有方法提升一萬倍。

據業內消息人士透露，三星電子目前擁有約 200~300 層的 NAND 堆疊技術，并正將鐵電材料作為未來實現 1000 層堆疊的核心技術進行重點攻關。去年年底，三星展示了“用于低功耗 NAND 閃存的鐵電晶體管”，并正致力于推動產品商業化，以應對日益增長的人工智能存儲需求。

在技術專利方面，根據韓國知識產權局統計的過去 12 年間中美韓日歐五大經濟體的數據，三星電子在鐵電器件領域的專利申請數量最多，達到 255 項，占 27.8%，超越了英特爾、SK 海力士和臺積電，展現出世界領先的競爭力。與此同時，中國北京大學上月也成功開發出全球最小的 1nm 鐵電晶體管，這預示著行業競爭正日趨激烈。

這一系列圍繞新技術的競爭背后，是隨著人工智能芯片的發展，需要快速推進 NAND 技術以支持計算的迫切需求。據稱，三星電子和 SK 海力士也正在開發基于 NAND 技術的高帶寬閃存（HBF）。