2025 年 11 月 27 日，三星电子（Samsung Electronics）旗下的综合研究机构 SAIT（三星尖端技术研究院）宣布，其团队在国际顶级期刊《NAND 闪存》（NAND Flash）上发表了一项关于新型 NAND 闪存架构的突破性成果。 自然.研究表明，通过将 铁电半导体 和 氧化物半导体，新的 NAND 单元可以实现 超过 90% 功率缩减 在字符串操作期间，它还显示出高可扩展性和多位存储能力。这项技术有望对人工智能数据中心和移动设备的能效产生深远影响。
新架构实现超低功耗和多级存储
据三星SAIT称，论文中提出的FeFET/Fe-NAND结构利用铁电薄膜的极化特性来存储数据。这大大降低了传统浮动栅极或电荷陷阱结构对高电压和大写入能量的依赖。
与此同时，氧化物半导体的漏电流极低，使 NAND 字串的工作电流几乎为零。 通过电压 在读写过程中。这种材料组合直接带来了能耗的大幅下降。论文中的数据表明，在典型的字符串操作过程中，新结构可以实现 节电超过 90%，最高可达约 96%.
更令人期待的是，铁电结构天然支持多级存储。实验表明，它可以实现高达 每个单元 5 位这意味着未来的存储密度可以在有限的面积内提高，达到甚至超过业界目前的 QLC（4 位）方向。
人工智能数据中心和移动设备将受益匪浅
这项技术被视为对当前 NAND 架构的颠覆性补充，尤其是在功耗已成为主要瓶颈的今天。
在人工智能数据中心中，模型训练和推理需要频繁读写海量数据集，使得存储功耗持续上升。如果新型 Fe-NAND 经过工程开发后能够实现量产，其 90% 的运行功耗降低将直接提升数据中心的整体能效，降低电费成本，减轻大型计算设施的发热压力。
在移动和边缘设备中，写入功率和待机功率方面的优势将延长电池寿命，并支持更复杂的设备上人工智能处理，特别是离线推理、连续感知任务和高带宽数据缓存。
同时，铁电器件也自然适用于未来的 内存计算 架构，为神经形态硬件提供了潜力。
量产前必须解决多重工程难题
尽管论文的结果令人振奋，但业内专家指出，商业产品需要克服几个工程障碍，包括
- 制造兼容性： 铁电薄膜的沉积和热加工及其与现有 3D V-NAND 工艺的兼容性需要进一步验证，特别是在高堆栈结构的良率和稳定性方面。
- 耐久性和数据保留： 商用 NAND 需要比学术实验更多的写入周期和长期数据保留。大型阵列中铁电材料的长期性能需要更多测试。
- 设备一致性和错误控制 多级编程对噪声的容限要求极为严格，需要与 ECC 和系统级编程算法共同优化。
- 成本和产量 将新材料和新结构引入成熟的生产线不可避免地会带来成本、工艺窗口和量产质量方面的挑战。
因此，业界普遍认为，在短期内（1-3 年），样品芯片或小规模产品可能会首先出现在特殊用途或高价值市场，而进入主流消费或企业存储市场则需要更长的时间。
总体而言，三星SAIT在2011年发布的新型Fe-NAND架构可谓 "一箭双雕"。 自然 显示了 NAND 闪存未来可能的发展方向：在不牺牲容量或存储密度的情况下大幅提高能效。如果未来的工程进展顺利，这项技术可能会成为下一代低功耗非易失性存储器的关键基础--在人工智能驱动的高能耗时代尤其有意义。
