韓國研究團隊成功研發下一代 AI 相變內存 功耗降低 76%

韓媒報導，一種能夠在存儲運算過程中控制熱量，並將功耗較現有水平最高降低 76%的下一代 AI 相變內存已成功研發。相變內存利用物質在結晶態與非結晶態下的電阻差異來存儲資訊，屬於非易失性存儲器，具備高速運行與單單元多資訊存儲的特性，正被視為人工智能及存內計算領域的下一代存儲方案。

韓國國家研究基金會於 9 月 11 日宣佈，高麗大學電氣電子工程系金建洙教授團隊成功實現「雙重隔離相變異質結構內存」，透過將兩種特性迥異的材料結合，逐步調控內存內部的散熱擴散與相變區域。該成果已在線發表於國際學術期刊《International Journal of Extreme Manufacturing》（極端製造）。

新型相變內存技術顯著降低能耗

隨著生成式人工智能與大語言模型帶來的數據量激增，相變內存作為現行存儲的替代技術受到廣泛關注。然而，傳統相變內存存在一個固有瓶頸：數據寫入時產生的熱量會向周邊蔓延，既浪費能量又難以精確控制相變區域。更棘手的是，低驅動電壓的材料往往耐熱性差，而耐熱材料又需高電壓驅動，二者形成難以兼顧的矛盾。

研究團隊引入了一種新結構，在器件中同時排布兩種在驅動時均可維持結晶態的過渡金屬硫族化合物——NiTe₂與 MoTe₂。其中，NiTe₂扮演熱傳導層角色，即便在較低電壓下也能高效產生並傳遞熱量；MoTe₂則作為熱阻斷層，抑制熱量向外擴散。藉助此設計，團隊得以自主規劃內存內部的熱移動路徑，對相變發生的位置與範圍實現精確控制。

實驗結果表明，該結構使內存內部熱流路徑可按需設計，最終將運行能耗較現有方案降低 76%，同時將器件耐久度（即可驅動次數）提升 110%。