生成式AI与大模型进入规模化爆发阶段,算力需求呈指数级攀升,传统冯·诺依曼架构芯片的“存储墙”“功耗墙”瓶颈愈发突出。在此背景下,存算一体(PIM)技术凭借“存储即计算”的核心优势,成功从实验室走向产业化落地,成为AI时代半导体产业的核心竞争赛道。
存算一体的崛起,是AI算力刚需与芯片架构创新双向驱动的必然结果。随着大模型参数持续突破,传统架构中数据在存储与计算单元间的频繁搬运,消耗了75%的算力,且数据中心40%的能耗都用于数据传输;而存算一体通过深度融合存储与计算单元,可将矩阵运算效率提升至85%以上,同时降低50%以上能耗,精准匹配AI大模型训练、边缘计算等核心场景需求。
市场数据直观印证了赛道热度:据QYResearch统计,2024年全球存算一体市场销售额达2.68亿美元,预计2031年将飙升至54.19亿美元,2025-2031年复合增长率高达42.7%。当前全球前五大厂商占据80%的市场份额,北美市场领跑全球,中国市场增速尤为显著,将成为全球存算一体技术落地与商业化的关键核心区域。
技术层面,存算一体已形成近存计算、存内处理、行内计算三大核心路径,其中存内处理凭借成熟度优势,占据当前市场88%的主导地位。2026年1月,意大利米兰理工大学联合北京大学团队研发的闭环模拟存内计算架构芯片,实现能耗最高降低5000倍的突破性成果,进一步加速了技术迭代进程。
产业布局方面,英特尔、三星等国际半导体巨头,与中芯国际、知存科技等国内头部企业纷纷加码布局。目前,存算一体芯片主要应用于TWS耳机等小算力场景(占比达90%),同时正加速渗透自动驾驶、工业物联网等领域,可大幅降低相关场景的设备功耗与数据处理延迟。
尽管发展势头迅猛,存算一体仍面临多重发展瓶颈:新型存储介质成熟度不足,算法与硬件适配不够顺畅,相关软件生态尚未完善,且先进封装成本偏高、全产业链供应链尚未形成闭环。
政策与资本的双重加持,为存算一体突破发展瓶颈提供了强劲支撑。中国“十五五”规划已将存算一体列为半导体产业重点发展方向,2025年全球存算一体领域融资规模超80亿元。业内专家预测,2026-2028年存算一体将迎来首轮量产高潮,2030年后忆阻器全集成架构有望应用于大模型训练等高端场景。
长远来看,存算一体不仅是破解AI算力瓶颈的关键技术,更是重构全球半导体产业格局的核心力量,同时也是中国半导体产业突破“卡脖子”困境、抢占AI时代产业制高点的重要战略机遇。
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