SPI NOR Flash：AI服务器中不可或缺的“黄金配角”
AI算力基础设施正从“CPU中心”迈向“GPU中心”，这对SPI NOR Flash提出了更高要求……
在AI时代，各类设备都离不开存储器件，但有一类存储既不运行AI模型，也不存储训练数据，却是系统上电运行必不可少的基础——代码存储。而在AI服务器中，SPI NOR Flash正是负责存储各关键组件启动固件的核心器件，堪称服务器的“黄金配角”。
近日，芯天下存储事业部产品总监李敬做客EETalk直播间。她指出，AI算力基础设施正从“CPU中心”迈向“GPU中心”，这对SPI NOR Flash提出了更高要求：需在更严苛的温度和电磁环境下，确保GPU、CPU、BMC等关键组件的启动固件万无一失。它是唤醒整个系统的“第一把钥匙”。此外，她还介绍了芯天下面向AI服务器的SPI NOR Flash产品解决方案。
AI服务器架构迭代，SPI NOR Flash需求激增
传统服务器以CPU为中心，所有数据流经CPU处理，存储层级包括DDR内存和HDD/SSD硬盘，固件需求仅为每系统2至4颗SPI NOR Flash（BIOS 1颗、BMC 1颗及可选备份），温度环境满足工业级-40°C至+85°C，整机柜功耗密度约10千～20千瓦。
然而，AI服务器的架构发生了根本性变化——以GPU为中心，GPU占比已超过70%，CPU转为辅助角色，同时加入PCIe Switch、DPU、LPU等多个模块。这一变化对固件存储带来了三大显著挑战：
·用量激增：传统服务器仅需2至4颗，而AI服务器单台8-GPU系统即需18至24颗，以公开报道的某领先AI服务器整机柜部署为例，SPI NOR Flash用量提升至数百颗量级。
·容量升级：GPU VBIOS从16Mb增至256Mb/512Mb，BMC/CPU BIOS从256Mb/512Mb提升至512Mb/1Gb，部分场景有机会需要2Gb。
· 温度环境恶化：据公开厂商资料，单颗GPU TDP已进入700瓦至2300瓦区间，机柜局部温度可达＋85°C至＋105°C，商规和普通工业级的产品无法满足，必须采用工业级Plus（-40°C至+105°C或更高温度等级）产品。
据Mordor Intelligence等机构数据，预计2030年全球NOR Flash市场规模有望达到38.2亿美元，在2025—2030年期间的CAGR（年复合增长率）达6.01%。
此外，在AI服务器需求爆发背景下，根据行业估算，服务器DRAM位元需求增速预计达40%左右，而国际存储大厂正将产能向HBM、DDR5等高端产品迁移，利基型存储供给结构发生变化，这也为本土代码型闪存厂商带来新的产业机遇。
芯天下SPI NOR Flash：高可靠、大容量的AI服务器适配方案
面对行业当前的挑战，芯天下围绕高可靠性和大容量两大方向，构建了完整的SPI NOR Flash产品矩阵。李敬透露称，芯天下SPI NOR Flash产品覆盖1Mb至2Gb容量范围，提供1.8V、3.3V、宽电压等不同电压选项和完整封装的解决方案。
在产品布局上，该公司采用双平台策略：NORD工艺平台专注中小容量，在性能和性价比上更具优势；ETOX工艺平台围绕中大容量高可靠性产品方向深耕。在AI服务器的关键模块上，例如CPU、GPU、BMC、DPU、PCIe Switch等，芯天下均有对应的产品适配方案，其主力产品集中在256Mb、512Mb、1Gb等容量。
在核心技术层面，芯天下为512Mb及以上大容量产品引入了三项特色功能：
一是On-chip ECC（纠错码）。每8字节可纠正1个比特错误，出厂默认强制开启，同时BGA24封装还提供ECS#引脚，拉低状态以指示触发了 ECC 纠错的事件，主动防止数据存储出错，大幅提升芯片可靠性。
二是CRC（循环冗余校验）。该功能目前仅支持EDH指令，可选16/32/64字节CRC长度。CRC具备检错能力强、计算速度快、灵活性高等优势，在高速DTR传输过程中增加冗余校验，确保数据传输的稳定性，同时节省代码空间并减少CPU负担。
三是Program Strong数据刷新功能。这是芯天下产品的一大特色。用户通过发送62H指令，芯片内部可在约2秒内自动完成数据检测与刷新。该功能可为AI服务器高温场景提供更多的保障。李敬强调，芯天下提供详细的应用手册，建议客户根据温度条件定期（如105°C每半年）在系统空闲时执行检测和刷新操作，从而将数据失效风险降低至0ppm。
可靠性是生命线：从设计到量产的全维度守护
在AI服务器中，任何一颗SPI NOR Flash损坏都可能导致整机柜宕机，因此可靠性是产品的生命线。芯天下从设计、考核、量产三个层面构建了全方位质量保障体系。
·设计层面：除ECC、CRC和Program Strong功能外，芯片设计阶段即融入增强机制，通过内部算法和冗余设计、DFT等确保固件数据长期稳定。
·考核层面：除标准测试项外，芯天下还覆盖可靠性极限测试，例如HTOL（高温工作寿命测试）做到2000小时，专项测试覆盖不同的应用场景，进行不同温度电压范围的交叉组合测试，确保产品在极端条件下仍能可靠工作。
·量产层面：除覆盖季度常规ORT监控外，封装BOM选择，例如选用粗化框架和金线以提升可靠性，到FT测试覆盖三温测试，并通过工厂专线保障产品的一致性与可靠性。
李敬还特别提到，针对大容量产品，芯天下在原材料选择、封装设计、测试流程等方面都做了针对性调整，确保从晶圆到成品每个环节都满足AI服务器的高标准要求。
芯天下的存储产品生态布局
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芯天下成立于2014年，专业从事芯片研发设计和销售，提供从1Mbit-8Gbit宽容量范围的代码型闪存芯片，是行业内代码型闪存芯片产品覆盖范围较全面的厂商之一。其产品涵盖了SPI NOR Flash、SPI NAND、SD NAND、NAND MCP及PPI NAND等完整代码存储解决方案，拥有超过1000个产品型号。
在生态建设方面，芯天下已完成超过1000个平台适配，服务超过2300家终端客户。市场覆盖中国、韩国、日本、德国、意大利、土耳其及东南亚等区域。针对AI服务器市场，芯天下已提前在多家国产CPU平台以及主流BMC平台上完成大量前期认证工作，帮助客户简化选型和使用流程。
在供应链保障方面，芯天下多年前已开始推进BCM（业务连续性）体系建设。对此，李敬表示，公司通过多工艺平台分散产能、聚焦核心产品、与上游晶圆厂和封装厂战略合作、自有测试机台保障产能，以及各环节精细化运营管理，确保在产能紧张时期也能稳定交付。对于有特殊需求的客户，芯天下还可提供定制化服务，如加密设定等，但绝大多数产品为标准通用器件，兼容JEDEC标准，方便客户直接替换使用。
展望未来：持续深耕AI基础设施
在演讲最后，李敬总结道，当AI从云端融入万物，SPI NOR Flash虽小，却是整个算力基础设施不可或缺的基石。从传统服务器的2至4颗到AI服务器的上百颗，从工业级到工业级Plus，从256Mb到2Gb——芯天下始终致力于提供高可靠、高性能的代码存储解决方案。公司将持续深耕产品可靠性，完善平台生态适配，以稳定的交付能力服务全球客户，共同驱动智能化时代的未来。
正如她所说：“我们希望能够把本职工作做好，共同为我们的客户群体提供优质的解决方案，顺势而为，与智能化时代共同发展。”
