挑戰傳統，打破限制，勇攀高峰，打破常規者們在尋求開創性解決方案的過程中重塑規則。繼SK海力士品牌短片《誰是打破常規者》播出后，將推出一系列文章，展示公司在重塑技術、重新定義行業標準方面采取的各種“打破常規”的創新舉措。本系列第六篇文章將重點介紹公司如何通過設計創新成功研發出行業領先的GDDR7。

“在事成之前，一切總看似不可能?！凹{爾遜·曼德拉（Nelson Mandela）的這句名言強調了不斷克服看似無法逾越的挑戰以達成目標的重要性，而這一方法對于在快速發展的半導體行業中取得成功至關重要。

隨著行業標準的不斷更新，半導體公司肩負重任，需要尋找符合這些標準的必要技術解決方案。SK海力士在這一領域積累了豐富的經驗，公司近期成功實現的最新GDDR1（圖形用DRAM）——GDDR7提升后的速度規格，正是其卓越實力的有力證明。

1圖形用雙倍數據傳輸率存儲器（GDDR, Graphics DDR）:由JEDEC固態技術協會規定的標準圖形用DRAM規格，為了更快地處理圖形而制定，是目前人工智能和大數據應用中最受歡迎的存儲器芯片之一。

本系列第六篇文章將聚焦公司如何通過設計與技術創新和跨部門協作，成功研發出業內領先、運行速度最快的GDDR7。

使命：尋求技術解決方案

以滿足GDDR7速度標準

傳統上應用于圖形處理和游戲的GDDR DRAM，如今憑借其并行處理能力和隨產品迭代而不斷提升的速度和功耗效率等先進規格，已被廣泛應用于人工智能、高性能計算（HPC）和自動駕駛等多個領域。

為滿足GDDR7提升后的行業速度標準，SK海力士在設計與技術方面進行了關鍵創新

JEDEC固態技術協會是微電子行業的全球標準化機構，負責制定GDDR存儲器標準，其中包括了不斷提高的速度標準。舉例說明，該協會把數據傳輸速率從GDDR5的每引腳5-10Gbps（每秒5-10千兆比特）提升到了GDDR6的14–20Gbps（每秒14-20千兆比特）。針對GDDR7，JEDEC固態技術協會設定了24–32Gbps（每秒24-32千兆比特）的目標數據傳輸速率范圍，此舉給一眾半導體公司帶來了更大壓力，迫使其不得不進行調整以滿足最新規格。

GDDR7規格中的一項主要變化是引入了新的信號傳輸接口，目的是實現目標高速率。在JEDEC固態技術協會制定的DRAM產品標準中，GDDR7是首個被要求使用創新性脈沖幅度調制（PAM, Pulse Amplitude Modulation）2方法來實現高頻運行的。與傳統的不歸零（NRZ, Non-Return-to-Zero）3接口采用雙電平傳輸數據不同，全新的PAM3系統采用了三個電平，可以實現更高的數據傳輸速率，從而提升性能。

2脈沖幅度調制（PAM, Pulse Amplitude Modulation）：一種信號處理過程，將信號在特定時間的幅度表示為二進制數，使連續模擬信號轉換為離散模擬脈沖。

3歸零 （NRZ, Non-Return-to-Zero）：一種簡易的信號傳輸接口，通過信號的兩個電平來傳輸信息。顧名思義，它所傳輸的信號在轉換為二進制數時，不會變為零。

采用三個電平傳輸數據，PAM3的數據傳輸速率比采用雙電平的NRZ接口更快

為了滿足高數據傳輸速率規格的嚴苛要求，并支持PAM3接口，GDDR7產品必須采用多項前沿技術和設計創新。除了面臨這些技術挑戰外，SK海力士還須對此前用于GDDR6的測試方法進行徹底革新。在測試過程中，公司在確保產品在實際系統環境中與設備測試階段達到相同性能方面，遇到了不小的挑戰。

在設計技術創新和重新審視測試方法的使命中，SK海力士充分利用了其卓越的設計專長、集合全公司深厚的技術實力，展現出應對新挑戰時所具備的成熟能力。

設計創新、協作，及新測試方法，

助力實現速度目標

SK海力士借鑒了其在GDDR6開發過程中的寶貴經驗，并在GDDR7項目中開展了跨部門協作，針對多個關鍵設計要素進行了優化，同時整合了先進技術，以實現極具挑戰性的產品速度目標。

在量產的DRAM產品中，SK海力士率先將T型線圈4電感器融入其設計之中，這一決策是在經過多次嚴謹的測試和評估，并對金屬層進行了優化后做出的。T型線圈通過有效降低高頻損耗，顯著提升了信號完整性，從而擴大了數據眼圖裕量5，進而實現了可靠的高速數據傳輸。

4T型線圈：一種常用于模擬和射頻電子的感性電路，用來提高信號完整性和電路整體性能。

5數據眼圖裕量：數字信號眼圖所標示的安全裕量，是信號完整性的一種呈現方式，可確保高速通信系統中的可靠數據傳輸。

SK海力士推出了多項設計創新，以滿足GDDR7更高的速度標準

SK海力士還采用了成熟穩健的寫入時鐘（WCK）架構，這是一種專門用于數據輸入和輸出操作的高速時鐘信號。這一設計使得數據傳輸的時序控制更加精準，從而實現了更高的數據傳輸速率。為了在高速下保持穩定的數據傳輸，公司將散熱基板的層數從4層增加至6層，并采用環氧樹脂模塑料（EMC, Epoxy Molding Compound）6作為封裝材料，以降低熱阻。

6環氧樹脂模塑料（EMC, Epoxy Molding Compound）:半導體封裝的重要材料，用于密封芯片，使其免受潮濕、高溫、震動的影響。

為了提升測試環境并確保性能的一致性，公司還特別組建了一支專業團隊。該團隊構建了一個評估、分析及管理環境體系，以確保模擬結果與實際系統實施效果的一致性。此外，該團隊還明確了保障系統環境特性的關鍵設計參數，并開發了用于高速運行的電路方案。

在PAM3測試方面，SK海力士首先通過生產測試芯片，成功驗證了PAM3運行的可行性。此外，公司亟需一種解決方案，以便在采用NRZ信號的現有量產設備上對PAM3進行測試。通過與相關部門積極協作及測試工作組的不懈努力，公司利用NRZ信號傳輸設備對PAM3進行了功能驗證和量產測試，這一舉措使得SK海力士能夠在沒有全新測試基礎設施的情況下，顯著提升了GDDR7的多電平I/O的驗證能力。

除提升速度和集成PAM3信號傳輸相關的創新外，SK海力士還通過支持異構電源模式，確保了GDDR7在功耗效率方面的競爭優勢。這一突破性進展使得產品能夠在更低的電壓下高效運行，公司因此顯著地提升了節能效果。

重新定義速率與功耗效率的新標桿

憑借超快的數據傳輸速率和數據處理速度，GDDR7提供了行業領先的產品規格

憑借卓越的內部協作能力、克服技術難題的實力，及以往在GDDR領域積累的豐富經驗，SK海力士于2024年7月成功研發出業界領先的GDDR7。這款開創性產品實現了行業領先的32Gbps（每秒32千兆比特）的數據傳輸速率，比上一代產品快60%以上，并且根據實際情況，其數據傳輸率可最高提升至40Gbps（每秒40千兆比特），展現出無與倫比的性能潛力。

SK海力士GDDR7在應用于高端顯卡時，其數據處理速度可突破每秒1.5TB，相當于每秒可處理300部容量分別為5GB的全高清電影。總體而言，與上一代產品相比，該產品的熱阻降低了74%。

除了提高速度和散熱性能外，與上一代產品相比，SK海力士還將功耗效率提高了50%以上。這一改進對于確保GDDR7在人工智能等更高要求應用領域中保持高性能，同時最大程度地降低能耗，具有至關重要的意義。

這些卓越的性能突破使SK海力士的GDDR7達到了全球最高規格。此次研發不僅提升了產品的特性，更確立了其在高速傳輸方面的領先地位，這也將使移動端存儲器等其他DRAM產品從中受益，進一步鞏固了SK海力士在高速解決方案領域的主導優勢。

打破常規者專訪：

圖形設計組，車鎮燁組長

本文采訪了DRAM設計部圖形設計組（主要負責設計圖形DRAM）的車鎮燁組長，以深入了解公司在GDDR開發領域所采取的創新策略。作為曾經主導GDDR7設計工作的專家，車鎮燁無疑是闡述不斷提高速度特性帶來的挑戰，以及下一代GDDR存儲器發展目標的最佳人選。

Q：隨著DRAM產品的更新換代，JEDEC固態技術協會對速度規格的要求顯著提升。您認為在持續地實現如此程度的速度提升時，最大的阻礙是什么？

A：“在確保速度特性方面，單靠設計方案來實現是有局限性的。只有將設備、規格、測試和封裝等前沿技術元素與設計創新相結合，才能達成這一目標?！?/p>

“最具挑戰性的方面在于持續監測市場需求，并前瞻性地識別出需要開發的技術。關于后者，通過與相關部門緊密協作，積極籌備必要的基礎技術尤為重要?！?/p>

Q：作為團隊領導者，您會關注哪些方面來鼓勵團隊成員不斷發揮創造力，并超越局限？

A：“為了實現既定目標，我傾向于跟團隊成員討論來確定方向，大膽地承擔新任務。無論前方道路上有多少挑戰，我們都將其視為磨礪技能、重新定義極限的機會?！?/p>

“尤其是，新任務無法僅依靠設計團隊獨自完成，必須與相關部門展開深入協作。因此，我竭盡所能地去營造一個鼓勵團隊成員自發與其他部門攜手合作的氛圍。”

Q：在SK海力士正在著手研發下一代GDDR產品，您能否簡要介紹一下所在部門的目標或發展方向？

A：“我們的目標是鞏固在技術競爭力方面的優勢，繼續引領圖形存儲器市場。隨著圖形市場領域的不斷擴展，我們計劃通過卓越的產品競爭力，爭取實現市場占有率第一，從而為公司的持續發展貢獻力量。”