课桌上摊开的教材旁,一位微电子专业的学生正对照着最新的固态硬盘拆解图,笔记里密密麻麻记录着电荷俘获与浮栅技术的区别。
当长江存储的资深技术总监靳磊站在清华大学第五教学楼讲台上,解释三维闪存如何通过堆叠上百层存储单元实现容量飞跃时,台下学生们正努力理解这个支撑AI时代数据爆炸的核心技术-6。

这门被称为“存储器工艺与器件技术”的课程正成为中国多所高校微电子专业的热门选择,它背后所代表的不仅是一门学科,更是一个国家在半导体存储领域实现自主的集体努力。

这门课程在学术体系中有着明确的定位。中国科学院大学开设的“存储器工艺与器件技术”被定位为“专业普及课”-1。
课程代码085402M05006H背后是30学时、2学分的系统学习-1,面向的是已经掌握半导体器件、半导体物理和集成电路设计基础知识的学生-1。
课程目标直指产业需求,随着全球物联网、大数据中心、智能家居和穿戴设备等应用带动的数据存储市场快速增长,NAND存储器正成为当前存储器市场的主流-1。
这门课志在培养掌握3D NAND存储器产业关键技术的学生,直接服务于中国存储器产业的发展需求-1。
从2D到3D的转变是课程的核心内容。在二维NAND闪存时代,存储单元像平房一样排列在芯片表面,通过不断缩小单元尺寸来增加存储密度。
但物理极限最终限制了这种发展路径,单元尺寸缩小到一定程度后,量子隧穿效应会导致数据保持问题,这就是为什么行业必须转向三维架构-2-4。
课程将系统介绍3D NAND阵列的基本原理,包括浮栅型和电荷俘获型两种主要技术路线。学生们将学习到存储单元如何在垂直方向上堆叠,形成立体的存储结构-1-4。
这种技术转变不仅仅是结构上的创新,更涉及到完全不同的制造工艺、操作方式和可靠性考量-2。
课程内容与产业实践紧密结合。夏志良教授作为课程主讲教师之一,不仅在学术领域有所建树,还有着丰富的产业经验-1。
他曾在韩国三星电子半导体研究所工作,2015年回国后参与研发了首颗具有我国自主知识产权的32层3D NAND产品芯片,实现了中国存储器“零”的突破-1。
随后,他又作为项目经理负责基于长江存储Xtacking架构的64层产品芯片阵列研发工作,这款产品于2019年9月成功量产-1。目前,他正负责长江存储最新一代超高容量3D NAND存储器的研发-1。
学习内容从理论延伸到实际应用场景。课程涵盖的范围远比单纯介绍3D NAND技术要广泛,它形成了一个完整的知识体系-3。
课程大纲从半导体存储器发展概述开始,逐步深入到闪存技术、3D NAND阵列、制造工艺、操作方式、电学与可靠性特性,最终延伸到电路设计等实用领域-1-7。
学生们还会接触到NAND Flash存储器系统应用技术,包括存储卡、SSD存储系统、控制器技术和固件技术等-4。这种从器件到系统的完整视角,让学习者能够全面理解存储技术在信息产业链中的位置。
校企合作模式为学生提供独特的学习体验。2023年4月,上海交通大学微纳电子学系的校企共建课程邀请了美光科技的工程师团队授课-5。
专家们从NAND闪存基础讲起,逐步深入到固态硬盘架构和移动闪存应用,让学生们接触到最前沿的产业实践-5。
清华大学电子系的《数字逻辑与处理器基础》课程也采用了类似模式,定期邀请工业界专业人士分享实践经验-6。
长江存储、沐曦股份等企业都曾参与这一系列报告,为学生提供与行业直接对话的机会-6。
课程内容以教材形式系统性呈现。2023年8月,清华大学出版社出版了《存储器工艺与器件技术》教材,该书基于中国科学院大学“研究生优秀课程”——“存储器工艺与器件技术”课程讲义编写而成-3-8。
教材共12章,全面覆盖半导体存储器概述、Flash存储器技术、3D NAND工艺集成技术、器件单元特性、模型模拟技术、阵列操作技术、可靠性技术、测试表征技术、芯片设计技术等主题-7。
这本教材填补了国内在存储技术方面系统性书籍和教材的空白-3,不仅适用于课堂教学,也可供产业研发人员参考。
这种将课程内容转化为教材的做法,扩大了知识的传播范围,使更多人能够接触到这一领域的系统知识。
“这门3D NAND课程最让人眼前一亮的是,每章结束后的习题和参考文献部分特别实用,”一位刚刚完成课程的学生在论坛上分享道,他手中的教材翻到了关于电荷俘获技术可靠性的章节。
“书里不仅有理论知识,还列出了实际产业中使用的各种表征技术——从扫描电镜到纳米探针,简直就像一份存储工程师的工具箱指南。”