3D SRAM（三维静态随机存储器）可显著提升容量 开发与应用受到重视

　　3D SRAM，三维静态随机存储器，是一种将存储单元垂直堆叠形成三维结构，且通电时数据可以长久存储的随机存取存储器。

 

　　SRAM，静态随机存取存储器，利用晶体管存储数据，在通电状态下数据可以恒常保存，当断电时存储的数据会丢失。与DRAM（动态随机存取存储器）相比，SRAM集成度较低、相同体积下容量较小，但工作速度快。SRAM主要用作二级高速缓存。

 

　　凭借高处理速度、高可靠性、高制造工艺兼容性等优点，SRAM适合用来制造存算一体芯片。存算一体芯片将存储单元、计算单元功能集于一体，目的是大幅提高数据处理效率。为充分满足存储、计算需求，SRAM需要优化设计，提高其面积密度，在体积不变情况下提升容量。3D SRAM因此被开发问世。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国3D SRAM（三维静态随机存储器）行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，由于每个存储单元需要多个晶体管，结构复杂，导致SRAM集成度低。3D SRAM通过垂直堆叠存储单元的方法来提升密度，可以规避传统SRAM容量受面积密度限制的问题，能够在保持芯片体积不变的情况下显著提升容量，满足算力需求。3D SRAM通常采用TSV（硅通孔）技术来实现垂直堆叠。

 

　　从技术研究成果方面来看，2024年5月，辽宁材料实验室与山西大学、中国科学院金属研究所、中山大学、中国科学院大学、山东大学等联合，设计出了一种基于范德华界面插层的量子效应掺杂范式，并借此制造出三维集成的垂直静态随机存储器器件（3D SRAM），相关研究成果发表于《Nature》。

 

　　从产业化发展来看，2021年11月，AMD推出Zen 3架构处理器，首次采用3D垂直缓存（3D V-Cache）技术，使用7nm制程工艺SRAM芯片进行堆叠；2024年7月，富士通介绍基于“云原生3D众核”架构的MONAKA处理器，其采用3D SRAM技术，包含144个Armv9架构核心，计划2027年出货。

 

　　在人工智能、万物互联背景下，数据产生量迅速增多，其存储、计算需求快速增长，为突破冯·诺依曼结构瓶颈、提高算力，存算一体芯片受到关注，相关研究机构与布局企业不断增多，例如我国恒烁股份正在布局基于SRAM的存算一体AI芯片。在此背景下，3D SRAM行业拥有广阔发展空间。

 

　　新思界行业分析人士表示，我国3D SRAM行业发展与国际巨头相比存在差距。2024年8月，我国工信部发布国家重点研发计划“微纳电子技术”重点专项2024年度项目申报指南，提出面向高性能计算核心芯片架构变革对集成电路三维器件与电路集成方式的突破需求，研究顺序集成的同质垂直互补器件（CFET）与在片三维静态随机存储器（3D SRAM）集成技术。在政策推动下，我国3D SRAM行业发展速度有望加快。

 

关键字： 3D SRAM 三维静态随机存储器