2022年冬季的时候,美国商务部把长江存储加入了实体清单,导致所有美国设备供应商立刻停止了合作,关键的高端光刻机、刻蚀机等设备的供应渠道也被彻底断掉了。
《华尔街日报》直言:“中国存储芯片的崛起之路,就到这里结束了。”硅谷的分析师们则更坚决地说,没有美国的技术支持,长江存储甚至无法制造出128层的芯片。
没人料到,到了2025年7月,长江存储突然公布:国内自主研发的芯片生产线将在今年下半年开始试产。
从光刻机到原材料,整个链条都实现了中国制造,这消息犹如一颗重磅炸弹,在全球半导体圈里炸得沸沸扬扬。
让人没想到的是,三星电子居然主动跑来咨询,打算向长江存储买400层以上NAND Flash的专利授权。
你得知道,三星可是世界存储芯片的领头羊,以前都是别人在向它买专利,主动权都掌握在它手里。
这一切的背后,有一个叫霍宗亮的人在撑腰。
1994年那个夏天,刚满19岁的霍宗亮带着录取通知书,迈进了北大的校门。
他选择了微电子专业,那会儿在国内懂这行的人还挺少。有同学问他为什么选这个,他就说:“以后一定用得着。”
毕业之后,霍宗亮彻底傻眼了,那会儿中国的芯片行业,特别是存储芯片,简直就是一块荒凉的土地。
全国都找不到一家能搞定高端闪存生产的厂子,实验室里的设备全是国外淘汰下来的二手货。
要想搞科研?要嘛换个行当,要嘛走出国门。霍宗亮咬了咬牙,决定后者,他去了三星电子,待了整整七年。
霍宗亮在三星那阵子,就像海绵吸水似的学技术,从最基本的晶圆清洗开始,到关键的3D堆叠工艺,他和韩国导师一道泡在实验室里,经常直到深夜才肯罢休。
七年时间过去,他变成了三星存储芯片研发的中坚力量,掌握了好几项重要的核心专利。
2010年的时候,三星给霍宗亮晋升了职位,薪水也涨了,还答应帮他拿韩国国籍,可是他却还是递出了辞职信。
同事们都觉得他是不是脑袋出问题了:“放着年薪百万的工作不干,回国喝西北风?”
霍宗亮没多说什么,收拾行李就回国了。有些人问他为什么,他也就一句话带过:“国家需要有人干这个。”
返回国内之后,他加入了中科院微电子研究所。那时候研究所的条件挺差劲,连像样的刻蚀机都没有。他带着学生们用那些二手设备搞实验,经常一直忙到天都亮。
2016年,长江存储成立,把霍宗亮请去了做首席科学家。那时,他遇到的困难比预料中还要多。
这些国际大公司早就搭建起了专利壁垒,三星、英特尔、美光手中拥有数万项3D NAND相关的专利,把传统的技术路线全都堵死了。
有一家国内企业试图绕开这些专利,但结果撞上了官司,最后不得不停产。
霍宗亮把团队召集在一起,在白板上画出了一条全新的路径:“咱们不跟他们争一条路,换个角度想。”
他们要干的是把存储单元和控制电路分开制造,然后像搭积木似的拼在一块。这就是后头的Xtacking架构。
说起来挺容易,但实际操作起来简直难如登天。要实现高深宽比达到701,就像在头发丝上刻出几百层楼那么夸张;而叠层薄膜沉积的偏差不能超过0.1纳米,甚至比一个原子的直径还要微小。
那阵子,长江存储的实验室每天晚上都灯火通明,霍宗亮带着团队轮班三班倒,失败了就全部重来,一遍遍折腾。
有一次,为了搞定薄膜沉积的难题,他们连轴转了48个小时没合眼,直到在显微镜下看到合格的样品,整个团队都忍不住哭了出来。
到2017年开头的时候,第一块32层3DNAND芯片顺利面世,国外的大公司派人过来考察,拿着显微镜仔细端详,最终只得认同:“这是纯粹中国自主研发的技术,没有侵犯到我们的专利。”
往后的几年里,长江存储真是一路飙升,2019年实现了64层芯片的量产,赶超了国际主流水平;到2022年,232层芯片问世,直接把三星和美光都甩在了后头。
就在长江存储冲劲十足的时候,美方的封锁措施一袭而来,到了2022年底,设备断供的消息传出去,车间里的生产计划全都乱了套,128层以上的芯片没法继续量产,客户的订单堆得满满的。
霍宗亮在车间里转了一圈,然后对团队说:“买不到,咱们就自己造。”他带头组建了一个攻关联盟,把国内200多家设备制造商都聚到一块儿,一起攻关。
北方华创负责那台刻蚀机,中微半导体搞MOCVD设备,盛美半导体则负责清洗机……每家企业都定了个任务,他负责整体统筹和协调。
最难搞的还是光刻机,国外那种最顶尖的EUV光刻机根本买不到,国内的技术水平也只是停留在28纳米的阶段。
霍宗亮想了个办法:既然平面工艺追不上,就往高处堆。靠增加堆叠层数,用28纳米的设备做出接近7纳米性能的芯片。
在这个过程中,不知道有多少公司挺不住,有次中微半导体的研发资金快耗光了,霍宗亮带着团队去借钱,跑了十几家银行,才终于凑齐了资金。
用了三年时间,硬生生地把这条生产线给搞出来了。
2025年头一到,国内自己研发的刻蚀机一开工,现场的工程师们个个都兴奋得眼眶都红了。这台设备的表现,跟美国应用材料公司的最新款几乎没啥区别。
技术上得到了突破,加上市场局势也发生了扭转,长江存储的固态硬盘,性能跟三星几乎一样,可价格却只要对方的一半。
曾经2TB的硬盘得花两千多元,现在几百块就能搞定。用户的选择说明了心意,长江存储的市场份额从3%飙升到15%。
美光这回挺着急,一边打折促销,一边还散布谣言,说长江存储的芯片藏有“后门”。霍宗亮一气之下就把美光告到了法庭。
到2023年底,加州的法院裁定美光侵犯了知识产权,得让他们把技术资料都曝光出来。结果,这把美光的底细都给揭开了。
更让人振奋的是三星的专利授权消息。到2025年3月,韩国媒体爆料,为了攻克400层技术难关,三星不得不向长江存储交了专利费。之前可真是想都不敢想的事情。
现在,国产化的生产线马上就要进入试产阶段了。一旦正式投产,咱们中国的存储芯片自给率啊,就有望从30%提高到80%,这简直是飞跃式的进步。
更关键的是,它就像个榜样,向整个行业传达:没有国外的技术支撑,我们照样能搞出来。
有人问霍宗亮,这三年里遇到最困难的时刻,是否曾经考虑过放弃。他指了指车间墙上的一句话:封锁吧,十年八年,中国什么都能搞出来。
这句话是出自伟人之口。如今,霍宗亮和他的团队正用实际行动来验证这句话的力量。
从封锁到技术输出,从依赖进口变成自主可控,长江存储逆势崛起的路并非碰巧。背后,像霍宗亮这样的科研人员,用十年、二十年的坚持,一点一滴攻克那些硬骨头。
大概,这才能算是中国芯片的底气吧,依赖别人施舍不是办法,而得靠自己动手,打拼出从无到有、由弱变强的路子。美国的封锁,反倒没能阻挡咱们的脚步,反而促使我们走上了属于自己的发展路线。
这条路上,咱们还有不少像霍宗亮一样的人物,还有更多像长江存储这样的企业。中国芯片的时代才刚刚拉开序幕。