
三星Foundry的8nm eMRAM工艺有了第一个商业客户。
5月7日,韩国ASIC设计公司SEMIFIVE与中国寒序科技(ICY Tech)联合宣布,一颗基于三星8LPU工艺的eMRAM边缘AI SoC完成流片,并已提交三星进行MPW(多项目晶圆)制造,量产排期已在推进中。这是亚洲首款基于8nm eMRAM进行商业化出货尝试的芯片。
嵌入式与独立式MRAM不是一回事
当前MRAM商用的路线有两条。独立式MRAM,如Everspin面向国防客户的产品,是独立于CPU/GPU之外的存储颗粒,通过SPI或并行总线通信。嵌入式MRAM则不同:它和逻辑电路、SRAM缓存集成在同一颗SoC的die上,省去了片外通信的功耗和延迟,但对工艺兼容性要求极高——MTJ(磁隧道结)的几十层纳米薄膜不能影响CMOS逻辑层的性能,逻辑层的热预算反过来也不能破坏MTJ的磁性。能在8nm节点解决这个问题,说明三星的工程能力扎实。
此前eMRAM的量产集中在28nm/22nm节点(三星和GF均有产品),此次直接跳入8nm,是一个大的制程升级。eMRAM写入速度比NOR Flash快约一千倍,位单元面积比SRAM更小,且断电不丢数据——这三项优势在边缘AI场景里有实际价值。
谁在做这颗芯片
寒序科技在国内半导体圈并非广为人知,但其学术背景决定了它出现在这个位置上并不偶然。公司脱胎于北京大学物理学院应用磁学中心,专攻自旋电子学与磁逻辑计算。CEO朱欣岳曾在一场行业闭门会上提到:“磁性存储的逻辑不是取代DRAM,是在功耗敏感、需要数据常驻的场景里提供一个SRAM做不了的选项。”这句话点出了eMRAM的应用边界:端侧设备,电池供电,需要离线运行且对唤醒速度有要求。
SEMIFIVE的角色是ASIC设计服务商。它是三星Foundry SAFE DSP生态的核心成员,拥有成熟的SoC设计平台。双方的分工很简单:寒序负责MRAM bit-cell设计和PNM(近存计算)架构;SEMIFIVE负责把整颗SoC搭出来、跑通三星PDK、完成流片。这种合作模式也反映出一个现状:在8nm节点上做eMRAM,门槛不只在于工艺,还在于设计能力——MTJ阵列的控制电路、读写驱动、纠错编码,都需要专门的设计know-how。
2B参数是怎么选的
这颗芯片标称支持最高20亿参数(2B)的离线端侧推理。
目前手机端能运行的LLM大约在7B参数水平(经4-bit量化),但需要8GB以上的统一内存带宽。1-2B参数这个区间,是SRAM方案开始吃力、用外部DRAM又太耗电的尴尬地带。一个2B参数的transformer模型,权重大约4GB(FP16),放在片上SRAM里成本不可接受,放在片外LPDDR里每次推理都要来回搬运数据,功耗会吃掉电池。
eMRAM可以放在片上,密度比SRAM高数倍,还没有DRAM的刷新功耗。寒序的PNM架构进一步将计算靠近存储阵列——这不是存算一体那种激进方案,而是一种减少数据搬运的务实折中。最终效果是:在完全离线的情况下,这颗芯片可以处理文本摘要、翻译、对话推理等任务。
应用场景在哪里?AI PC:用户不希望本地AI助手每次打字都要把上下文发到云端。私域AI代理:企业客户的数据不能出本地。人形机器人和自动驾驶:延迟比带宽更重要,10ms的云端往返对实时控制来说太长了。
两条路线,一个窗口期
台积电在SOT-MRAM上下了重注。2025年9月发表在Nature Electronics的Beta-W SOT-MRAM论文展示了1纳秒级写入速度和超过10年的数据保持能力,隧穿磁阻比达到146%。但SOT-MRAM离量产还有距离——电流密度、热稳定性、和CMOS的集成都需要更多时间。三星选择了一条更近的路:利用好已有的STT-MRAM,在8nm上做嵌入式集成。技术风险更低,上市时间更短。
代价是STT-MRAM的写入功耗比SOT高,写入速度也慢一些(几十纳秒对亚纳秒)。但在边缘推理场景里,模型权重大多是只读的——推理时主要做读取,不是写入。STT的写入劣势在这个特定应用里反而不那么致命。三星和寒序选的是一条务实路线:用成熟技术解决真实瓶颈。
这并不等于SOT-MRAM没有未来。SOT的优势要真正释放,需要在高频写入等场景(比如替代SRAM做Cache)。边缘AI推理恰好对写入不敏感,对密度和功耗敏感——这就是STT-eMRAM的窗口期。
写在量产之前
这颗芯片还没有量产。从流片成功到量产之间有大量不确定性:良率、MTJ可靠性、写耐久性在实际工作负载下的表现、三星MPW产能排期等。三星8nm eMRAM此前没有商业量产出货的记录,所有可靠性数据都来自内部测试。第一颗商用芯片意味着第一颗要面对真实环境考验的芯片。
寒序和SEMIFIVE没有公布芯片面积、功耗数据、目标售价,也没有说明这款SoC上除了eMRAM阵列之外还有多少SRAM、用的是哪个CPU核。这些都是判断产品竞争力的关键信息。目前的披露还在“告诉大家这件事做成了”的阶段,离“告诉大家这件事为什么能赢得客户”还差一步。
但这颗芯片至少说明了一点:在28nm eMRAM量产多年之后,有人终于把它推进到了8nm先进节点。如果后续量产顺利,它给整个MRAM行业传递出一个信号:嵌入式磁性存储可以在先进逻辑工艺上存活,而且有客户愿意为它设计一颗SoC。在此之前,很多人的疑问是“eMRAM会不会永远困在28nm”,三星和寒序的这次流片给出了一个初步的否定答案。
剩下的问题,交给量产数据去回答。


