上海市杨浦区的高科技园区里,已经有20年存储芯片研发经验的芯片设计师董艺即将开始一天的工作。
非挥发存储器,能够反复写入和擦除数据,在生活中有着广泛的应用场景。而E方存储器,是非挥发存储器中具有代表性的产品之一。它惊人的记忆力来源于高度密集的晶体管,E方存储器是在一块芝麻大小的面积上,分布着上百万个晶体管,相当于一个中型城市的人口数量,由硅元素构成的晶圆片,要经历上百道工序,才能真正成为存储芯片。
由于起步较晚,目前我国的芯片生产工艺和生产设备与世界顶尖水平相比,还有一定的差距。就在十年前,每家每户都要用到的智能电表里的存储芯片,还全部需要从国外进口。
电表厂商负责人:“比如说欧洲的一款E方存储器件,它可以擦写上百万次,但是我们国家大部分E方存储器,擦写次数是在10多万次,有10倍的一个差距,所以我们用的基本都是海外的器件。主要是美国、日本还有欧洲的一些器件。”
存储器芯片每记录一次数据,就要进行一次擦写,一只工作十年的智能电表,需要匹配能够进行上百万次擦写的存储芯片,并且任何一个数据都不能出错,因为电表涉及到贸易结算,一旦出错,涉及到贸易纠纷的时候,就是会牵扯到很多方的一些问题,所以说我们采购每个器件,都跟我们的供应商进行沟通,强调这个产品质量可靠性,还有寿命要求。电表里的心脏能否变成“中国芯”,董艺带领团队对E方存储器进行攻关。首先要提高的就是存储器芯片擦写次数的可靠性,擦洗次数的可靠性高,意味着芯片寿命长,使用时间长。为此董艺带领团队在半年前开展了百万次以上的实验。
董艺说,有的时候,晚上做梦的时候都在想,为了这个问题在做实验。
对于董艺来说,除了要攻克技术难关,如何能让市场接受国产芯片,同样也是个难题。
上海复旦微电子集团股份有限公司市场经理吕亮介绍:“2004、05年,那其实整个一开始推广的难度是比较大的,因为一直以来他们客户十年二十年用的都是国外的芯片,国产芯片他没有用过,以前都没有见过。”
2011年,日本爆发了罕见的特大海啸,这场灾难导致很多日本工厂被迫停产,供应给中国的存储芯片严重受到影响,在不得已的情况下,大部分电表厂商将目光转向了国内自主研发的存储芯片,复旦微电子设计的芯片,与欧洲的品牌相比也毫不逊色。
现在从零下40度的哈尔滨,到零上40度的吐鲁番,国内超过一半的智能电表,使用的都是董艺和他的团队设计制造的“中国芯”,这些芯片还出口到了世界上70多个国家,中国电表存储芯片靠进口的局面被彻底扭转了。
(素材来源:《上海工匠》第六季 编辑:小真)