揭秘 | 首个内存芯片自主制造项目成长史

揭秘 | 首个内存芯片自主制造项目成长史
2019年09月21日 13:01 经济参考报

原标题:揭秘 | 首个内存芯片自主制造项目成长史

在合肥新桥机场南侧的一片空地,一座规模宏大的芯片先进制造厂在短短三年多时间里拔地而起。

这个项目自组建之初便是业界焦点,其生产的内存芯片是电子产品不可替代的关键战略性元器件,也是体现芯片先进制造工艺的代表性产品之一。但是投资风险之大,技术门槛之高,零起步追赶之难,使之“几十年来几乎无人敢碰”,成了我国芯片产业最应掌握却迟迟未能掌握的“硬骨头”。

这就是我国内存芯片的自主制造项目——合肥长鑫存储,瞄准世界前沿工艺,低调攻关三年,让我国终于拥有了内存芯片的自主产能,在国际竞争中迈出了中国芯突破的第一步。

啃下“几乎无人敢碰的硬骨头”

“你们要做DRAM?”最初接到长鑫存储技术有限公司(以下简称“长鑫存储”)董事长兼首席执行官朱一明的加入邀请时,总经理赵纶内心久难平复。在项目组建之初,面对DRAM这样一个“几十年来几乎无人敢碰”的产业,即使是从业近40年的他,心里也没底。

DRAM是最常见的内存芯片,是电子产品不可替代的关键战略性元器件。2018年,中国芯片进口额超过3000亿美元,这个单一品类就占到了其中的2成以上。中国虽是其最大应用市场,却始终未能掌握制造技术,早年间的几次尝试均以失败告终。

让赵纶没想到的是,决心“打造IC之都”的合肥市以发展民族产业的开创眼光,主动谋划推动芯片产业发展。2016年5月,合肥市与朱一明掌舵的细分存储器国产领军企业兆易创新决定,合作打造设计和制造一体化的内存芯片国产化制造基地。同时,也都做好了耐住寂寞以实现中国芯突破的准备。

2017年3月,项目开工,短短10个月后,厂房建设和设备安装完工,创下同期芯片先进制造厂最快速度。

在几乎没有技术和人才基础的情况下从零起步,其中艰辛,合肥产投总经理袁飞深有体会,他亲历长鑫存储的发展:

DRAM有成百上千道工序,必须一次打通,一道不通就是“零”;要快!先发者的技术仍在前进,不能等差距拉开;项目总投资超千亿元,仅一期先行投资就高达180亿元,短期没有回报,还需要持续投入研发……

“不管是合肥产投,还是产业方,早期参与到这个项目中的每个人都承担着前所未有的风险和压力。”袁飞说。

埋头苦干“三年磨一剑”

在9月20日召开的2019世界制造业大会上,长鑫存储与世界主流产品同步的8Gb DDR4首度亮相,一期设计产能每月12万片晶圆。总投资约1500万元,是安徽省单体投资最大的工业项目。

“我们坚持‘知识产权来源干净,研发流程正确,研发活动合法合规’,形成了专业的知识产权人才团队和知识产权管理体系。”朱一明表示,曾经的DRAM技术领军企业德国奇梦达是公司最初的技术来源之一。2009年奇梦达因经营问题破产,其尚未投入量产的堆叠式电容等新技术后来被业界广泛使用并发展。公司从处置其资产的管理机构收购了大量技术文件,并在此基础上自主研发,更新换代。

在朱一明看来,最近一段时间,是这个项目难得的高光时刻,一颗指甲盖大小的芯片,凝聚了两千多人“三年磨一剑”的埋头苦干——

期间,一支拥有自主研发实力,怀揣产业情怀的人才团队聚集而来,他们住进偏远简陋的员工宿舍,成为DRAM自主制造的“拓荒牛”。

如今宣布投产,长鑫存储研发投入超过25亿美元,投入研发用晶圆约2万片,拥有专利超过1600件,另有一款供移动端使用的低功耗内存准备投产。

“还没有厂房和设备时,研发就已经开始了。”长鑫存储执行副总裁曹堪宇回忆,如此速度的背后是团队的夜以继日争分夺秒。没有设备,他们就带着晶圆满世界飞,找到一个个合作厂商,做完一道工序,再飞向下一个国家做下一道工序。第一次投片时,他们配合默契一遍就过,因为那之前,他们已经做了无数次预演,一道道工序早已了然于心。

投产,只是突破第一步

2017年,一个接触到长鑫存储的偶然契机,让中国科学技术大学的李君才改变了读博进高校的想法,决定投身芯片产业。那一年,李君才班上有三分之一的同学进入芯片产业,人数之多创下往届之最。

也就是从那一年起,长鑫存储开始“幼虎计划”,连续招聘应届毕业生超过1000人。由公司、以及国际合作伙伴的资深人员对这些年轻人进行为期半年的全脱产培训,再由经验丰富的“师父”手把手带他们走进芯片技术的世界,为中国芯片产业持续发展培养人才火种。

与此同时,北方华创、江丰电子、上海微电子等半导体设备和材料公司也迎来了发展机遇,围绕合肥长鑫存储加速集聚。

今天上午,投资超2200亿元的长鑫集成电路制造基地也在2019世界制造业大会上签约。除长鑫存储单体项目外,该基地还包括空港集成电路配套产业园和空港国际小镇。其中空港集成电路配套产业园围绕长鑫存储布局芯片设计、装备、材料、封测和智能终端等上下游产业配套,总投资超200亿元。一座集成电路先进制造配套产业园区和产城融合新区正在形成规模,安徽合肥也就此成为全国少数几个芯片自主制造基地之一。

国家重大专项01专项专家组组长、清华大学微电子所所长魏少军等业内权威专家表示,这标志我国在内存芯片领域实现量产技术突破,拥有了这一关键战略性元器件的自主产能,这是过去从来没有过的。也意味着全球的芯片产业多出了一股新生力量,未来可能会给DRAM的产业格局带来变化。

尽管取得了突出成果,但从合肥产投到产业方都对长鑫存储现在所处的阶段有着清晰的认识——投产,只是中国芯突破的第一步;要想成为真正有国际竞争力、能够为全球客户提供创新方案的商业公司,任重道远,可能需要5年、10年,甚至更久,但值得期待。

正如朱一明近日加入全球半导体联盟董事会时所说,“长鑫存储未来将继续务实发展,交付成果,并在全球半导体生态圈努力促进国际合作。”

芯片DRAM
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