2026 年 6 月 22 日，全球闪存存储龙头闪迪（Sandisk）正式对外公布一项颠覆性半导体封装专利（专利号 US 12,430,274 B2），创新提出NAND 闪存裸片垂直堆叠于 GPU/AI 加速器等计算芯片下方的异构集成架构，依托成熟 CBA（CMOS 阵列键合）工艺重构算力与存储连接方式，直击当下大模型训练、高性能计算领域长期存在的 “存储墙” 痛点，为下一代高容量、低功耗算力硬件提供全新技术路线。
一、行业痛点：传统封装架构算力存储双重受限
当前 AI 硬件普遍采用计算芯片侧边并联 HBM DRAM的封装方案，存在三大难以调和的短板：
- 容量天花板低：单颗 HBM 堆栈容量上限仅 64GB，千亿参数大模型需多卡互联，硬件成本、机柜占用大幅攀升；
- 数据传输损耗高：存储与计算单元横向排布，数据走线长、互联通道有限，读写延迟高，数据搬运功耗占整机能耗超 60%；
- 资源分配失衡：DRAM 侧重低延迟实时计算，但大容量数据集、权重文件存储成本高昂，难以兼顾算力与海量持久存储需求。
此前闪迪推出 HBF 高带宽闪存技术，通过 TSV 垂直堆叠 NAND 实现单堆栈最高 4TB 大容量存储，但存储芯片仍置于中介层侧边，无法从底层缩短数据通路。本次新专利跳出平面封装思维，以垂直堆叠重构芯片层级，实现 HBM 高速缓存与底层大容量 NAND 的协同分工。
二、专利核心架构：底层 NAND + 上层计算 + 侧边 HBM 三层协同
整套半导体封装以硅中介层为基底，采用自上而下分层排布设计：
- 顶层：主计算裸片 承载 GPU、AI 推理 / 训练加速器、多核处理器等逻辑单元，负责张量运算、模型推理、实时数据处理；
- 底层：CBA 工艺 NAND 闪存堆栈 将集成 CMOS 逻辑电路的 3D NAND 存储裸片堆叠在计算芯片正下方，通过高密度微凸点、垂直硅通孔实现存储与计算裸片零距离直连，摒弃传统 PCB 长走线；
- 侧边：HBM DRAM 高速缓存 中介层两侧保留 HBM 堆栈，专门承接低延迟、高优先级实时计算数据流，与底层 NAND 形成高低速存储分层调度体系。
架构依托闪迪成熟 BiCS FLASH 与 CBA 键合工艺，存储裸片可多层垂直叠加，单封装持久存储容量可拓展至 TB 级，同时垂直互联通道密度提升数十倍，大幅释放带宽潜力。
三、技术核心优势：性能、功耗、成本三重突破
- 延迟大幅降低，带宽显著提升 NAND 与计算芯片垂直贴合，数据传输路径缩短 80% 以上，垂直互联通道数量远超侧边封装，大模型权重加载、数据集读写延迟大幅下降，批量数据吞吐能力实现量级提升；
- 整机功耗显著优化 缩短数据传输链路减少信号充放电损耗，相较传统侧边存储方案，系统数据搬运功耗最高可降低 45%，缓解 AI 服务器高散热、高电费难题；
- 容量与成本平衡升级 NAND 单位存储成本远低于 HBM DRAM，底层堆叠大容量闪存可承载模型权重、训练数据集、归档数据，HBM 仅用作高速缓存，减少高价 DRAM 用量，同等存储容量下硬件综合成本下降；
- 封装面积集约，适配高密度算力集群 存储堆叠于芯片下方，不占用中介层横向空间，同等封装尺寸下同时实现强算力 + 超大持久存储，有效缩减服务器单机占用空间，提升机房算力部署密度。
四、落地场景全覆盖，赋能全赛道算力市场
该专利架构可广泛适配多类高算力场景：
- AI 大模型训练 / 推理服务器：底层 NAND 承载海量模型参数与训练数据集，HBM 负责实时计算，解决大模型多卡加载、频繁读写瓶颈；
- 高性能计算（HPC）：气候模拟、生物医药仿真、量子计算等超算场景，兼顾高速运算与海量原始数据存储；
- 边缘 AI 终端、车载域控制器：小尺寸封装实现算力 + 本地大容量存储一体化，降低边缘设备外置存储依赖；
- 企业高密度存储算力一体机：重构存算一体机硬件架构，实现算力与持久存储深度融合。
五、行业展望：3D 垂直集成成为算力存储演进主流
闪迪全球技术战略高级副总裁 Alper Ilkbahar 表示，大模型参数规模持续指数级增长，仅依靠提升 HBM 带宽、扩充存储颗粒已无法长期匹配算力需求，逻辑与存储垂直异质堆叠是突破冯・诺依曼存储瓶颈的核心路径。
本次专利将成熟 3D NAND 与先进封装工艺结合，无需颠覆性全新制造产线，具备良好量产适配潜力。目前闪迪已针对架构开展热管理、层间互联可靠性验证，后续将联合晶圆、封测伙伴推进方案迭代，计划在下一代企业级算力存储产品中落地相关技术。
业内分析指出，闪迪此项专利补齐 “近存计算” 大容量持久存储短板，区别于仅堆叠 DRAM 的传统 3D 封装方案，构建 “高速 DRAM 缓存 + 底层大容量 NAND” 全新分层存储体系，或将重新定义 AI 服务器、高性能计算硬件设计标准，推动存储与计算深度融合的产业变革。
从单层 3D NAND 迭代、HBF 高带宽闪存，再到本次底层堆叠计算芯片的创新架构，闪迪持续通过存储底层技术革新破解算力产业核心瓶颈。随着垂直堆叠、异质键合先进封装技术持续成熟，存算一体硬件将迎来规模化落地周期，为人工智能、超算、数据中心产业打开全新性能增长空间。
