全球首款128层QLC闪存武汉诞生，三年时间从跟跑追到并跑

　　长江网讯（记者杨佳峰 通讯员华健）4月13日，长江存储最新128层QLC 3D NAND闪存，宣布在武汉光谷研发成功，这是全球首款128层QLC闪存。目前，该闪存已通过多家知名控制器企业在固态硬盘等终端存储产品上的验证。

　　“这款产品已经达到全球主流产品的位置，表明中国芯片产品在国际市场已由跟跑进入并跑时期。”华中科技大学计算机学院院长、信息存储系统教育部重点实验室副主任冯丹教授表示，虽然国外现在最新的256层都有了，但128层依然是世界主流产品，能够跻身国际主流芯片存储产品的位置，对于中国而言意义重大。

　　长江存储128层QLC闪存 长江存储供图

　　冯丹表示，制造存储芯片如同做楼房，别人的楼房已经很高了，房间的密度也很大，而中国的楼房不仅矮，而且密度也小；过去这方面与国外差距较大，国外已做出64层，我们还在做32层。现在128层QLC芯片作为主流产品已经跟国外一样了，达到了国际水平，意义重大。

　　是上一代64层单颗芯片容量5.33倍

　　3D NAND即三维闪存技术。过去，人们用到的存储芯片是平面的，相当于地面停车场，而三维闪存芯片是立体的，就像是立体停车场。同样的“占地面积”之下，立体芯片能够容纳更多倍数据量。此次先于业界发布的128层闪存芯片“X2-6070”，拥有业界最高的存储密度、传输速度和单颗闪存芯片容量，拥有128层三维堆栈，每个存储单元可存储4字位（bit）的数据，共提供1.33Tb的存储容量。

　　如果将记录数据的0或1比喻成数字世界的小“人”，一颗长江存储128层QLC芯片，相当于提供3665亿个房间，每个房间住4“人”，共可容纳约14660亿“人”居住，是上一代64层单颗芯片容量的5.33倍。

　　据业界分析，QLC芯片，更适合作为大容量存储介质，更适用于AI计算、机器学习、实时分析和大数据中的读取密集型应用。

　　供应链不掉“链”，物流公司班车直达武汉

　　2018年底，长江存储第一代32层三维闪存芯片量产。2019年9月，首次基于Xtacking架构的64层三维闪存芯片量产。

　　长江存储首席执行官杨士宁表示，作为闪存行业的新进入者，长江存储用短短3年时间，将中国的三维存储芯片推向了128层高度。“这是数千名研发人员汗水的凝聚，也是全产业上下游通力协作的成果”。

　　疫情暴发之初，企业立下目标：“零感染、不停产”。不停产，如何保障供应？

　　据了解，企业提前制定2个月的运输计划，以及提前14天预约确认具体交通工具、提前办理好防疫指挥部认可的货运通行证，并提前1天制定第二天的运输实战计划，每日滚动式地进行监控和计划更新，以确保运输生命线畅通，并与物流公司开通直达武汉的货运班车，驾驶司机采取高度严密的保护和防控措施，身着全套防护服，在湖北境内不下车、不离开驾驶室，确保司机健康安全的情况下，极力保障物流的生命线畅通。

　　从64层到128层跃升，一半时间在疫情中

　　杨士宁介绍：“从64层量产至128层研发成功，仅相隔了7个月，还有一半时间是在疫情之中。”

　　长江存储目前员工人数已突破5000人，研发人员约占50%。数千研发人员的生产研发在疫情中持续，在返岗隔离观察、核酸检测、日常体温检测、口罩佩戴、用餐规范、办公规范、洗手规范政策落实下，助力员工保持好的身体和精神状态，对于坚守在一线岗位的员工，给予一定的鼓励和褒奖，线上团建和培训一直未断。

　　伴随武汉交通逐步恢复，该企业当前已达到100%产能利用率，全员全面复工。

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　　实现全球领先必须突破光刻机技术

　　我国对光刻机使用技术的消化吸收和提升取得了很大进步

　　“芯片技术包括设计和制造两个环节，在设计上我国并不落后，但在制造上与国际差距很大。”4月13日，华中科技大学武汉光电国家研究中心甘棕松教授接受长江日报记者采访时表示，高端闪存芯片过去我国主要依赖进口，现在长江存储研制出128层QLC闪存芯片，这对我们国家而言的确是个巨大进步。该存储芯片虽然是全球首款，但并非全球最领先。在芯片制造技术上，我国与国外差距依然较大，这个差距就是被“光刻机”卡住了脖子。

　　甘棕松坦言，就芯片设计而言，我国华为海思等均掌握了芯片设计的核心技术。制约我国芯片发展的主要是制造能力，尤其是缺乏高端光刻机。目前，国际光刻机技术已经发展到了第五代，高端光刻机全部来自荷兰ASML公司。荷兰第五代极深紫外光刻机禁止向我国出口是众所周知的事实。2018年中芯国际耗资1亿欧元订购的我国唯一一台第五代极深紫外光刻机，原定于2019年初交付，但至今也没有到货。在这种情况下，长江存储只能使用价格为7200万美元1台的第四代深紫外光刻机，用第四代深紫外光刻机就能够生产出128层QLC 3D NAND闪存芯片并且取得了很多优异的性能是个了不起的成就，这说明我国对光刻机使用技术的消化吸收和提升取得了很大进步。

　　但是，长江存储相比于其竞争对手韩国三星则存在明显的软肋，三星已经从荷兰获得了最先进的第五代极深紫外光刻机。我国在没有最先进光刻机的加持下，保持当前优势并最终取得对竞争对手的超越，仅仅靠提升光刻机使用技能研发光刻工艺是完全不够的。

　　第六代光刻机样机取得突破

　　据悉，中国在2008年就已经启动国产化第五代极深紫外光刻机的研制计划，希望在2030年实现目标。该计划瞄准的是第五代极深紫外光刻机，但是荷兰ASML公司目前已经启动了新版本第五代极深紫外光刻机的研制，并计划于2022年对外供货。新版本第五代极深紫外光刻机可实现2纳米光刻工艺，可制造的芯片密度是旧版本的2倍以上，也就是说我国的第五代极深紫外光刻机还没有国产化成功，技术就已经落伍了。

　　光刻机有没有弯道超车的可能？“我们团队已经研制出了第六代双光束超分辨光刻机的样机。”甘棕松介绍，第五代极深紫外光刻机很难复制，所以才有荷兰ASML公司扬言“把图纸白送给你们也造不出来”， 专项跟随仿制的思路研制光刻机是几乎不可能成功的。“我们对第五代极深紫外光刻机进行了技术颠覆，而这种颠覆正是来自于寻找——为何第五代极深紫外光刻机国产化需要22年的问题”。

　　据悉，甘棕松团队研发的第六代双光束超分辨光刻机，通过解决纳米光刻分辨率需要采用短波长紫外光源的关键难题，取得了绕过国际原有紫外光刻技术路线的突破。

　　“相比于荷兰的第五代极深紫外光刻机，我们研制的第六代双光束超分辨光刻机的样机目前离大规模集成电路制造尚有一点差距，这主要受制于资金而不是技术。”甘棕松告诉长江日报记者，第六代双光束超分辨光刻机因为是小型样机，一次曝光面积不大，但是较低性能版本的设备目前已经在国内实现了售卖。第六代双光束超分辨光刻机不仅可以解决我国高端光刻机有无问题，而且还能够以极高的性价比优势颠覆芯片制造领域的国外技术垄断。 （记者杨佳峰）

　　【编辑：朱曦东】