:中国首批“自己造”三维闪存芯片快量产了

2018-05-15 22:47 来源: 长江网-长江日报
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国家存储器基地项目(一期)一号芯片生产厂房蓝图。记者高勇摄

  长江网5月15日讯  总书记视察湖北武汉后,长江日报记者再访四大国家新基地,在国家存储器基地(一期),中国首批“自己造”三维闪存芯片快量产了。

  这是最接近世界一流的汉产芯片

  完全靠自己铸就的国之重器

  5月14日,国家存储器基地(一期)1号厂房,工人正有条不紊地搬入芯片生产机台,安装调试,近3000台设备将组成智能化芯片生产工厂。

  此前,中国第一代自主可控32层三维闪存芯片产品,已于2017年10月下线并提交客户试用,产品研发从验证试制转向规模量产。

  建设我国首个国家存储器基地,量产我国首批自主三维闪存芯片,实现“零”的突破——这个从2016年之春就在武汉光谷激荡的梦想,实现在即。

  一块12英寸的硅芯片晶圆,可以切割成811个小方块,每个小方块就是一枚三维闪存芯片。晶圆越大,一块圆片上可生产的芯片单元就越多,但对材料技术和生产工艺的要求更高。

  每个指甲盖大小的芯片,形象点说,相当于一栋32层的楼房里面建了640亿个存储房间,每个房间住着一个0或1。长江存储董事长赵伟国曾这样介绍这颗国内首颗自主研发的32层三维闪存芯片。

  这颗芯片,耗资10亿美元,由1000人团队历时2年自主研发,是国内主流芯片中研发制造水平最接近世界一流的芯片,实现了国内高端存储芯片“零”的突破,今年4月9日获得中国电子信息博览会(CITE2018)金奖。

  芯片制造被誉为“工业皇冠上的明珠”。“5毫米见方的硅片上,电路只有头发的几百分之一粗细,肉眼无法看到,每个存储器加工过程有66步工艺,一步都不能做错而且芯片加工设备昂贵,流片出错的成本极高,一不小心损失可达上千万元。”华中科技大学光电学院副院长缪向水表示,我国芯片技术落后于世界,追赶上去需要一定时间。

  习近平总书记视察湖北武汉时指出,“核心技术靠化缘是要不来的,也是买不来的。科技攻关要摒弃幻想,靠自己”。长江存储公司党委副书记、副董事长杨道虹说,国际技术壁垒,更加激发我们自强的心态与能力,要通过自力更生掌握核心技术。

  今年,32层三维闪存芯片将在国家存储器基地量产,但这仅仅是迈出了第一步。64 层三维闪存芯片研发也在紧锣密鼓,计划2019 年实现量产。长江存储的目标,是2023年实现30万片/月产能,年产值1000 亿元,预计满足国内闪存需求量50%。

  “板凳要坐十年冷。”赵伟国说,未来的道路还很艰难漫长,要坚定信心、保持定力,“我们希望5年站稳脚跟,但真正成功需要10年”。

 

  国家存储器基地长江存储生产的中国首颗自主研发32层三维闪存芯片。记者高勇摄

  三维芯片存储技术近年才突破

  武汉抓住了弯道超车的机遇

  “装备制造业的芯片,相当于人的心脏。心脏不强,体量再大也不算强。要加快在芯片技术上实现重大突破,勇攀世界半导体存储科技高峰。”4月26日,习近平总书记视察湖北武汉时,对正为国家存储器基地建设奋斗的长江存储技术的骨干们,留下殷殷嘱托。

  他关心的芯片,是信息化时代的粮食,是物联网、大数据、云计算等新一代信息产业的基石,关乎信息安全、产业安全与国家安全。其中,存储芯片应用最广、市场最大。2017年,我国集成电路进口额约2600亿美元,四分之一是存储器,我国95%的存储器芯片依靠进口。

  “存储器是战略性产品,全球需求量巨大,且三维存储技术于近年才取得突破,我国有赶超的机会。”核高基国家科技重大专项技术总师、清华大学微电子所所长魏少军对长江日报记者表示,国家存储器基地落地武汉,在三维闪存领域追赶国外巨头,不仅将缓解我国存储芯片供给不足的矛盾,更将为全国集成电路产业发展形成支点。

  2006年,湖北省、武汉市、东湖高新区投资建立武汉新芯,107亿元的投资,占当年省内国有经济投资总额的近十分之一。之后,这个项目坚持了10年,殊为不易,但湖北、武汉始终不放弃。

  2014年,国家颁布实施《国家集成电路产业发展推进纲要(2015-2025)》,并成立国家集成电路产业领导小组和国家集成电路产业投资基金(简称大基金),布局存储器产业基地的战略清晰。

  正是十年坚持,湖北为国家保留了自主知识产权发展存储器产业“火种”,遇上了国家发展集成电路的战略春风。

 

  国家存储器基地长江存储生产的3D NAND Flash晶圆。记者高勇摄

  国内外芯片扎堆东湖

  万亿产业集群正在崛起

  作为当今世界最高水平微细加工技术,集成电路制造是全球高科技国力竞争的战略制高点。围绕一枚小小的芯片,设备材料、设计、制造和封测是产业链的四大环节。

  “为形成集成电路产业完整产业链,东湖新技术开发区专门成立半导体产业发展办公室,专项推进国家存储器基地建设。”东湖高新区投资促进局局长、半导体产业发展办公室主任朱晓寒介绍,目前,光谷已集聚集成电路产业上下游企业120家,培育了长江存储、武汉新芯、武汉光迅、武汉飞思灵、武汉高德红外等一批具有较强竞争力的企业,引进了海思光电子、联发科、新思科技等一批国际一流芯片设计企业,专业从业人员8000余人,产业链不断完善,产业发展生态正在加快形成。到2020年,东湖高新区力争集聚相关企业300家,实现集成电路企业总产值1800亿元。

  东湖高新区仍在强化招商,在每一个细分产业链划定目标企业,进行重点招商和企业培育;基于不同行业的芯片,比如存储芯片、汽车电子芯片、传感器芯片等,进行科学论证和划分,按图索骥招商。5月下旬,该区主要领导将带队赴上海举行中国光谷集成电路专场招商推介。

  以长江存储项目为核心,规划4000亩集成电路产业园。除参与国家集成电路大基金一期募资外,省、市、区还将积极参与大基金二期的募资,确保国家存储基地重大项目建设如期推进,吸引更多相关产业链项目。

  东湖高新区推动企业和科研单位强强联合、协同攻关,武汉国际微电子学院、长江芯片研究院、国家先进存储产业创新中心、存储芯片联盟、国家IP交易中心等在加紧组建,努力打造世界级的集成电路产业创新中心。

  “聚天下英才而用之”“人才是第一资源”,武汉鼓励外地创新人才通过各种方式为集成电路产业服务,支持华中科技大学筹建国家示范性微电子学院,规划占地1000亩的集成电路国际人才社区、国际学校、国际医院等配套设施,构建市外人才储备库,建设人才高地。

  紧跟科技前沿、对标世界一流,在光谷,一个“芯片—新型显示—智能终端—数字网络经济”的万亿产业集群正在崛起。

 

  “钢的城”加速迈向“硅的城”

  “集成电路产业还将成长100年”

  武汉四大新国家基地,国家存储器基地最先启动,从一张白纸落墨,无先例可循。

  “2014年底酝酿,2015年对接部委、大基金,向国务院提交方案,2016年2月底获批。”相关人士告诉长江日报记者,当年全国范围内,符合大基金投资存储器产业基地的省份并不多,但竞争仍然激烈。湖北争取极为积极,省市区三级政府均成立专班,每日跟进项目进度,最终拔得头筹。

  2016年3月28日,投资240亿美元的国家存储器基地项目正式启动,武汉这座“钢的城”,加速迈向“硅的城”。4个月后,长江存储作为项目实施主体组建,武汉新芯成为其全资子公司。当年12月,国家存储器基地就在光谷开建。

  国家存储器基地,用80天完成了项目拆迁、输油输气管线迁改和大部分厂区的场地平整工作,正式开工建设后,9个月就实现项目(一期)一号生产及动力厂房提前封顶。基地建设同时,追赶世界先进水平的32层三维闪存芯片也在抓紧研发。

  国之重器,握于己手,是和时间、规律、对手、波谲云诡的竞争形势比拼的长途冲刺赛跑,国家存储器基地建设,注定是一场时不我待、分秒必争的长征。

  “集成电路产业还将成长100年,必须坚持这一战略判断。”核高基国家科技重大专项技术总师、清华大学微电子所所长魏少军认为,摩尔定律节奏放缓,晶体管小型化日趋接近物理、功耗、工艺和投入的极限,但技术进步仍然快速。

  这场比拼中,全球制造资源其实越来越少,人才争夺日益激烈,集成电路产业越来越成为巨头的游戏,一旦掉队,可能意味着永远出局。( 记者肖娟 黄琪 通讯员刘刚建 张珊妮)

责编:彭向东

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