20231222日晚,信息科学技术学院第二十二期“知存讲座”暨信息科学前沿与产业创新课程在北京大学理科教学楼208教室顺利举办。长江存储科技有限责任公司资深技术总监、北京大学微电子系校友、中科院微电子所客座研究员靳磊老师受邀进行了以“三维闪存存储器技术发展与挑战”为主题的分享,400余名师生到场聆听。本次活动由信息科学技术学院副院长王润声老师主持。

靳磊老师主讲

本次讲座以闪存技术为核心话题。靳磊老师先简要介绍了半导体存储器技术的分类:易失性存储和非易失性存储。其中闪存存储技术是目前主流非易失性存储技术,广泛应用于各类移动电子产品及数据存储产品。靳老师以手机芯片为例介绍了存储器在应用场景中的需求、功能与基本结构,接着介绍了存储技术的发展历史,展示了闪存存储单元从浮栅型结构开始,经过电荷俘获器件,再到三维闪存器件的演变。之后靳老师又介绍了NAND闪存阵列结构和编程操作,这些技术方案由应用于相关产业的需求和物理机制共同决定。

讲座的第二部分围绕三维闪存技术发展面临的挑战展开。靳磊老师认为,当前该项技术演进面临以下挑战:沟道孔刻蚀、单元尺寸微缩、沟通电流以及机械应力形变。靳老师分别对沟道孔刻蚀和机械应力形变两个问题做了介绍。超高层沟道孔刻蚀工艺是3D NAND闪存产品的核心工艺之一,其中,沟道孔关键尺寸控制、沟道孔形貌保护、沟道孔倾斜率改善三个方面是业界需要解决的共同难题。

靳老师还以盖楼房为比喻,讲述了关于3D NAND存储阵列可靠性的知识。为了应对闪存技术挑战,目前提出了多层级协同优化的概念,通过工艺、算法及系统端优化提升性能指标,有望实现闪存技术的革新。

靳老师详细介绍闪存存储的核心技术

靳老师进一步谈及了对闪存技术发展的展望,简要介绍了目前解决闪存技术挑战的一些创新思路。集成电路领域技术研发在不断迎接挑战克服困难,由此推广到学生们求学,他也在勉励同学们勇于面对学习和生活中的挑战,克服困难,从中学习和进步。 建议学生们勤奋学习、广泛阅读,并结合实践和思考来构建自己的知识体系,以知识体系来进一步指导实践,并且不断更新和拓展知识体系,不断克服思维固化,寻求突破现有思维框架,从而不断推进创新。

最后,靳老师对长江存储公司的发展历程进行了介绍,讲解了YMTC NAND Xtacking技术的业界首创性。介绍了长江存储的产业链生态,增进了同学们对闪存技术相关产业的了解。

同学们积极踊跃地提问,靳老师也细致地解答了同学们提出的问题,现场交流气氛活跃。

靳老师本次的分享让同学们对于以闪存为代表的先进半导体存储器技术有了更加深刻的理解。本次“知存讲座”在同学们热烈的掌声中圆满结束。信息科学技术学院“知存讲座”将持续开展,邀请信息学科领域的知名人士为本科生介绍信息技术学科和产业发展热点和前沿话题,引导信科青年学子增进专业认知,确立前沿视野,寻找未来感兴趣的发展方向。