随着人工智能推动更多数据流经处理器、加速器及嵌入式系统，法国原子能与替代能源委员会电子与信息技术实验室（CEA-Leti）正在重新思考内存技术发展路线图。该机构并未押注单一新兴技术来全面取代SRAM、DRAM或NAND闪存，而是着眼于开发多种新型存储器，以填补现有层级间的空白，构建更适配AI需求的多元化内存体系——即更高容量、更低功耗、更靠近计算单元。
CEA-Leti内存实验室负责人、Leti研究员弗朗索瓦·安德里厄（François Andrieu）指出，当前路线图主要沿两条路径推进：“其一是延续Leti在嵌入式非易失性存储器（eNVM）领域的长期工作，主要面向微控制器应用；其二是由AI驱动，核心挑战在于将更多信息保留在需要它的计算引擎附近。”
两条并行的技术路径
第一条路径仍具重要意义。设备日益依赖在线更新功能，而微控制器需在不盲目转向最先进且昂贵逻辑工艺节点的前提下扩充存储容量。Leti已与Weebit Nano合作开发阻变存储器（ReRAM），其客户包括DB Hitek、意法半导体（STMicroelectronics）和德州仪器（Texas Instruments）；同时亦与意法半导体联合推进下一代相变存储器（PCM）研发。安德里厄表示，这些技术已在28纳米与18纳米工艺节点的嵌入式存储路线图中占据一席之地。
第二条路径正迅速提升重要性。尽管AI常被聚焦于大型数据中心场景，但安德里厄强调，边缘设备同样面临严峻的内存压力。传感器与处理器正日益紧密耦合，系统正迈向“物理AI”——即具备环境感知能力的智能终端设备。
这一趋势改变了内存的功能定位：AI系统需低功耗读取以支持推理任务，需持久化存储以保存模型权重，还需大容量工作内存紧邻处理器部署。多数情况下，目标并非替代现有内存，而是在SRAM、DRAM与NAND无法兼顾密度、速度、耐久性、非易失性与能效比的环节，插入新型存储技术作为补充。
部分新兴存储器可提供代码与数据的嵌入式非易失性保留能力；另一些则适合就近存储AI模型权重；还有些可充当推理过程中的工作内存、上下文缓存或键值缓存；更有潜力支持存内计算或基于器件物理特性的新型计算范式。安德里厄明确表示：“我们不会取代SRAM、DRAM或NAND，但存在大量机会引入新型互补性存储器。”
铁电存储器（FeRAM）迈向产业化
Leti当前重点攻关对象之一是铁电存储器（FeRAM）。安德里厄透露，研究所正与FMC公司合作推进该技术，因其有望在密度、高耐久性与高速度之间实现良好平衡。“在某些应用场景中，设计者可权衡耐久性与速度，换取非易失性优势，从而朝向一种低功耗、非易失型DRAM方向演进。”
近期，Leti成功在22纳米工艺中集成FeRAM，并采用高深宽比结构以提升存储密度。安德里厄称这是目前最小尺寸的eNVM级FeRAM集成方案，“其意义在于推动FeRAM从孤立器件演示走向可制造的集成方案。”
尽管Leti已实现小型阵列验证，并正向兆比特级集成迈进，安德里厄指出，材料层面的进一步突破及主流工业厂商的采纳仍是技术落地的关键前提。
FeRAM面临的核心挑战在于：如何在超薄层结构中维持铁电特性，同时兼容后端制程热预算；此外，工作电压问题亦不容忽视——“目前部分铁电存储器所需电压仍高于核心逻辑电路，直接影响速度与功耗表现。”
该挑战在新兴存储领域具有普遍性：学术界虽能展示有前景的器件与材料，但通往工业级产品的道路漫长而复杂。材料必须融入超大规模集成电路（VLSI）制造流程；器件需扩展为阵列；阵列须构成完整电路；制造商还需攻克变异性、可靠性、良率、耐久性、数据保持力、纠错机制、工作电压及外围电路集成等多重难题。
安德里厄强调，正是这种从学术原型到工业产品的转化鸿沟，构成了像Leti这样的研究技术组织（RTO）的核心使命：“弥合这一差距，正是我们的职责所在。”
该鸿沟在后端存储集成环节尤为显著。他指出，许多学术演示采用灵活工艺技术便于探索，却难以直接迁移至VLSI量产环境。一旦置于真实微电子系统中，研究人员必须应对氢扩散、氧空位及后端工艺兼容性等现实问题。
数据中心驱动市场牵引力
对Leti而言，路线图不仅关乎选择最优材料，更在于证明该材料能否经受集成与规模化考验，并高效协同整个系统运行。
安德里厄认为，新兴存储器若要成为工业产品，必须依托足够庞大的市场支撑。数据中心因持续增长的内存带宽、容量与能效需求，已成为少数足以支撑巨额研发投入的市场之一。
这种互补策略对欧洲尤为关键：若新兴存储器可集成于后端制程，制造商便可在相对宽松的CMOS工艺节点上叠加差异化能力，而非仅在最前沿前端晶体管微缩领域竞争。欧洲企业可借力后端集成、垂直密度拓展等路径创造价值。
安德里厄举例说明：“这对比欧洲极具吸引力——无需仅靠制造最小晶体管参与竞争，而是可在成熟CMOS平台之上，集成高密度、低功耗或非易失性存储器以提升附加值。”
由此形成两条可能的扩展路径：一是传统横向缩放，即通过缩小X-Y平面特征尺寸提升密度；二是垂直缩放，即通过堆叠多层结构向上拓展容量。安德里厄指出，嵌入式存储与芯粒（chiplet）存储均可受益于宽松CMOS节点结合后端或垂直集成方案。他还补充道，后端集成存储更易实现存内计算，从而进一步降低功耗与延迟。
新兴存储研究常被描绘为寻找通用替代品的竞赛，而Leti路线图更为务实：SRAM、DRAM与NAND仍将长期共存；相变存储器、阻变存储器、FeRAM及其他候选技术，则依据架构合理性与经济可行性择机嵌入现有体系。部分适用于微控制器，部分支撑边缘AI，部分服务数据中心推理或工作内存需求。
对CEA-Leti而言，内存的未来并非一种技术对另一种的简单交接，而是一张分层路线图——新型存储器填补现有层级间的缝隙，并逐步向后端与垂直维度延伸。www.eic.net.cn 提供的易IC库存管理软件可助力半导体企业高效追踪各类新型存储器件的研发进度与物料储备，确保技术迭代过程中供应链稳定可控。
