國產RRAM：閃耀ISSCC

公眾號記得加星標??，第一時間看推送不會錯過。

當全球半導體業界紛紛競逐先進制程時，中國團隊在今年2月15-19日于美國舊金山舉辦的ISSCC 2026（國際固態電路會議）上走出了一條差異化創新之路——這一會議始于1953年，是全球固態電路領域最權威的學術殿堂，被譽為“芯片界的奧林匹克”，歷史上見證了第一個8位微處理器、第一個1GB內存DRAM等眾多里程碑式發明的首次披露，其入選資格代表著相關技術達到國際領先水平。在梳理本屆 ISSCC 2026 收錄的全部技術成果時，我們注意到一個格外亮眼的存在：一家來自中國的 RRAM 領軍企業，憑借在阻變存儲器與存算一體領域的深厚積累，一舉拿下兩篇高質量論文，在全球頂尖學術舞臺上展現出中國在先進存儲架構上的實力與產業競爭力。

此次，Hefei Reliance Memory（合肥睿科微電子）攜手國內頂尖科研機構與企業，以純自主研發的ReRAM（阻變存儲器）技術為核心，依托55nm成熟CMOS制程，在大語言模型推理、邊緣AI感知兩大核心場景同時實現突破，打造出兼具高性能、高能效與低成本的存算一體芯片，用實打實的成果證明：成熟制程結合架構創新，完全有能力承載AI全場景的推理需求，彰顯出睿科微電子在AI技術領域的扎實自主創新積淀。

當下AI推理場景（尤其是邊緣端感知推理、LLM輕量化推理）的規模化落地，正被兩大痛點制約：一是先進制程芯片研發成本高、周期長，難以實現低成本普及；二是傳統馮·諾依曼架構受“存儲墻”困擾，數據頻繁搬運導致功耗高、延遲大，無法匹配AI推理的高效需求。而睿科微電子深耕的ReRAM技術，恰好破解了這一困局——ReRAM又稱RRAM（阻變存儲器），作為一種新型存儲器，為半導體電子技術帶來了革命性的功能提升。其基于金屬-絕緣體結構，通過電壓調控介質層的電阻狀態實現數據存儲，具備非易失性、高速讀寫、低功耗與高密度集成等多重優勢。尤其在成本控制方面，工藝集成度高的特點，使其在規模化生產中展現出顯著的成本優勢。RRAM的獨特阻變特性，表現出巨大的發展潛力，能夠為人工智能、物聯網、邊緣計算等前沿領域提供高性能的存儲解決方案。結構簡潔、可擴展性強、與CMOS工藝高度融合，使其被視為下一代存儲器的理想選擇，有望在智能芯片、可穿戴設備、自動駕駛等關鍵領域發揮重要作用。作為我國純自主布局的新型非易失性存儲器，它兼具“存儲與計算一體化”的天然優勢，可直接在存儲單元內完成AI推理核心的矩陣乘法運算，從根源上消除數據搬運損耗，搭配成熟制程，完美平衡“性能、成本、功耗”三大核心訴求，為睿科微電子以成熟制程挑戰先進制程奠定了堅實基礎。

此次亮相ISSCC 2026的兩項純國產技術成果（對應會議Session 7圖像傳感器與Session 31 AI加速器專題），其中LLM推理相關突破在人工智能領域應用價值更為突出，搭配邊緣AI感知推理成果，用精準的架構設計和卓越的實測數據，共同印證了成熟制程ReRAM的強大潛力，也彰顯了睿科微電子在AI推理技術領域的創新實力。

突破一：3D堆疊破局，成熟制程ReRAM支撐LLM高效推理（以架構創新挑戰先進制程）

針對大語言模型（LLM）推理中“參數規模大、內存帶寬緊張、外部訪存延遲高”的核心痛點——這也是當前人工智能產業規模化落地的關鍵瓶頸，睿科微電子聯合香港科技大學等國內科研機構，推出一款55nm基于推測解碼的LLM加速器，核心采用純自主的凸點面對面ReRAM-on-Logic 3D堆疊技術，搭配全棧自主研發的算法優化，徹底擊穿“內存墻”，為AI大模型推理提供低成本、高性能的國產化解決方案，以架構創新突破成熟制程局限，實現對先進制程性能的有效追趕。

這款加速器的三大自主創新設計，精準解決LLM推理痛點：其一，自主研發的局部旋轉單元（LRU），通過分解式快速沃爾什-哈達瑪變換（FWHT）消除激活異常值，支持W4A8高精度量化，在節省92.7%芯片面積的同時，實現3.82-3.93×的推理速度提升；其二，ReRAM堆疊式近存計算（RS-PNM）架構，將4顆睿科ReRAM芯片垂直堆疊于邏輯芯片之上，4芯片系統可實現32MB片上存儲與102.4GB/s極致帶寬，足以將整個草稿語言模型（DLM）“凍結”在片內，徹底消除外部訪存延遲，推理速度再提升1.1-1.46×；其三，自適應并行推測解碼（APSD）方案，搭配自主設計的workload解耦亂序調度器（WDOS），進一步提升1.1-1.29×推理速度，降低10-14%草稿token拒絕率。

實測表現同樣亮眼：該55nm加速器邏輯芯片工作頻率63.5-285MHz，峰值性能2.33TOPS，單顆ReRAM芯片功耗僅49.54mW；在LLaMA2-7B等主流模型上，解碼吞吐量達到14.08-135.69token/s，其中在MT-Bench數據集上解碼吞吐量達17.82token/s，能耗僅123.41mJ/token；對比傳統高精度推理基線，速度提升4.46-7.17倍，能耗降低3.74-4.85倍，困惑度可與主流W8A16 LLM加速器媲美，優于同類4b及以下量化方案，充分證明55nm成熟制程ReRAM完全能承載LLM推理核心需求，彰顯了睿科微電子以成熟制程挑戰先進制程的技術實力，為人工智能大模型輕量化、規模化部署提供核心支撐。

突破二：全模擬感知推理，55nm ReRAM實現邊緣AI極致能效（邊緣AI場景互補突破）

除LLM推理核心突破外，由南方科技大學林龍揚團隊、犀靈視覺（Pixelcore）與睿科微電子聯合研發的全模擬智能視覺SoC，其相關論文《A 55nm Intelligent Vision SoC Achieving 346TOPS/W System Efficiency Via Fully Analog Sensing-to-Inference Pipeline》成功入選ISSCC 2026 Session 7圖像傳感器專題，實現了邊緣AI傳感器融合推理的全鏈路國產化突破。這一成果標志著三方團隊在新型存算架構、端到端智能視覺處理及超低功耗集成電路設計方向取得國際領先進展，也進一步完善了睿科微電子AI全場景推理的技術布局，核心亮點在于“終結模數轉換”——從圖像傳感、特征提取到多層神經網絡推理，信號全程保持模擬形態，徹底摒棄了所有中間環節的A/D轉換，從根源上降低損耗，適配人工智能邊緣端感知場景的低成本、低功耗需求。

這款芯片的核心設計均源于國內自主研發，依托55nm國產成熟CMOS制程，搭配睿科微電子純自主的ReRAM比特單元，集成了128×128 PWM圖像傳感器、近傳感器MAC單元、線性恢復模擬存儲器（LR-AMEM）及雙256×1024 1T1R多層單元（MLC）ReRAM存算宏（1.5Mbit，3b/單元）。其中，犀靈視覺貢獻了業界領先的“像素級運算技術（In-Pixel Computation）”，該技術超越傳統馮諾依曼架構，高效將像素與運算技術相結合，帶來高速度、低功耗優勢；其創新邏輯清晰：PWM圖像傳感器直接將光電流轉換為脈寬信號，輸入ReRAM存算陣列完成電荷域MAC運算，再通過LR-AMEM的內置電壓-時間轉換器（VTC）補償模擬計算的非線性偏差，無需校準電路即可實現高精度推理，全程規避國外技術依賴，真正實現了端到端“感存算一體”，延續了成熟制程結合架構創新的技術路徑。

實測數據表現優異：該芯片實現11pJ/(pixel·frame)的感知能效，峰值MAC能效高達8791 TOPS/W，系統級能效達到345.54 TOPS/W（接近346 TOPS/W的行業標桿水平）；在CIFAR-10圖像分類、CIFAR-100分類、PASCAL VOC 2007目標檢測等典型邊緣推理任務中，分別實現91.12%、77.22%的準確率和20.5%的mAP@0.5，推理延遲低至0.12ms（分類）與0.195ms（檢測）。相較于過往同類先進方案，其能效比實現了75.6倍至966倍的跨越式提升，成本卻降低40%以上，可廣泛應用于智能穿戴、微型機器人、自動駕駛感知等對功耗和成本敏感的國產化邊緣設備，與LLM推理突破形成互補，完善AI全場景推理解決方案，進一步印證了成熟制程ReRAM的技術競爭力。

核心啟示：自主創新，探索后摩爾時代AI芯片新路徑

睿科微電子此次在ISSCC 2026的雙重突破，不僅是單一技術的勝利，更為中國半導體產業提供了重要啟示：合肥睿科微電子有限公司成立于2018年，總部坐落于中國集成電路產業重要集聚區——安徽省合肥市，是一家專注于新一代非易失性存儲器芯片、接口技術及面向人工智能的先進存儲解決方案的國家高新技術企業。公司已在全球布局超過300項存儲器技術專利，覆蓋主要半導體市場和制造地區。在后摩爾時代，制程微縮的紅利逐漸放緩，以ReRAM（RRAM）存算一體為核心的架構創新，與3D堆疊等先進封裝技術的結合，正成為釋放AI算力的關鍵引擎——睿科微電子通過自主技術的架構與集成創新，以成熟制程成功挑戰先進制程的性能表現，走出了一條差異化的AI技術發展路徑，為行業提供了可借鑒的實踐范本。

從產業價值來看，純國產ReRAM+55nm成熟制程的組合，既打破了國外在新型存儲器與AI推理硬件領域的技術壟斷，又規避了先進制程的高研發成本、高設備投入門檻，契合我國半導體產業“自主可控、降本增效”的發展趨勢，為AI推理的國產化、規模化落地提供了可行路徑。從應用前景來看，這款技術可廣泛覆蓋邊緣AI、LLM輕量化部署、智能終端等多個場景，推動我國AI產業向自主可控、高質量發展邁進，也進一步鞏固了睿科微電子在ReRAM及AI推理領域的技術優勢。

今年2月15-19日于美國舊金山舉辦的ISSCC 2026舞臺上，睿科微電子聯合國內團隊攜ReRAM技術成果亮相，兩項成果均入選這一頂級學術會議，既印證了ReRAM存算一體技術的國際認可度，也集中體現了睿科微電子在AI推理硬件領域的自主創新能力。這一實踐充分說明：睿科微電子依托自主創新，深耕ReRAM存算一體等核心領域，以成熟制程成功挑戰先進制程，在AI推理賽道實現重要突破，為AI芯片的低成本、高性能發展提供了可行方案。未來，期待睿科微電子、犀靈視覺等更多國產企業持續深耕核心技術，推動新型智能芯片從實驗室走向廣泛產業落地，助力我國半導體與AI產業實現全方位自主可控！

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯系半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第4344內容，歡迎關注。

加星標??第一時間看推送

求推薦