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[攒机] [科普]固态存储——存储颗粒的级别

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发表于 2021-8-12 02:00:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
我们在选择SSD的时候,最为关注的除了SSD主控,便是SSD的闪存了。SSD的闪存类型和闪存芯片级别是SSD性能的根本。在谈到闪存颗粒的级别时常会说到正片(原片),白片、黑片等,同时还有自封、拆机片、划线片等的说法。那么,何为“白片”,何为“黑片”,什么又是“自封”呢?
——芯片生产——
NAND颗粒在生产过程中通过层层工艺叠加,刻蚀在硅晶圆上,生产完毕后,进行切割,就可以封装到电路板上了。由沙提取硅——→圆柱切成圆片(硅圆)——→硅圆经过光学处理、化学处理成为包含有巨多晶体管的晶圆(wafer)。,所以你会看到一个晶圆上有一小块一小块都是重复的→从晶圆上切割下来一小块一小块的Die经过封装测试,成为真正的芯片。
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图片所示的晶圆,由纯硅(Si)构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等,晶片就是基于这个wafer上生产出来的。
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Wafer上的一个小块,就是一个晶片晶圆体,学名die。所以你会看到一个晶圆上有一小块一小块都是重复的,从晶圆上切割下来一小块一小块的Die经过封装测试,最终成为我们需要的的存储芯片。
屏幕截图 2021-08-11 145855.jpg
因为包括工艺、设计、被污染等等的各种原因,生产过程肯定不可能百分之百完美,那么在切割取下一块块Die之前,直接就可以通过仪器看到哪些是符合标准哪些是不符合标准的。
如上图里面红色的都是损坏的瑕疵芯片,这个挑选的过程被称为:binning。
wafer首先经过切割,然后测试,将完好的、稳定的、足容量的die取下,封装形成日常所见的Nand Flash芯片。在wafer上剩余的,要不就是不稳定,要不就是部分损坏所以不足容量,要不就是完全损坏。原厂考虑到质量保证,会将这种die宣布死亡,严格定义为废品全部报废处理。
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品质合格的die切割下去后,原来的晶圆就成了上图的样子,就是挑剩下的Downgrade Flash Wafer。这些残余的die,其实是品质不合格的晶圆。被抠走的黑色部分,是合格的die,会被封装制作为成品NAND颗粒,而不合格的部分,也就是图中留下的部分则当做废品处理掉。这一弃,就产生了“黑片”。
——黑片——
晶圆生产出来后,合格的die被工厂留下继续封装成颗粒,不合格的die单元成为残次品被放弃不用。而容量不足、寿命达不到要求、测试不能通过的不良Flash会被当做垃圾,按照吨计算进行出售,所以价格也是非常低的。这些在binning初级阶段就应该被淘汰出来的芯片,无论是寿命还是稳定性还是速度,都严重堪忧。
黑片中仍有部分可用,会以晶圆的形式流出到下游封装厂,经过下游封装厂测试、筛选,还能再利用的部分就可以留下封装出售了。
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黑片不是原厂封装的,是下游厂商自己封装,所以外观看起来就很粗糙,而且往往不打标。很多廉价的MP3、U盘,即采用黑片制作而成。
——正片(原片)——
完美无缺的,可以达到质检要求的颗粒,就会拿出来进行更严格的测试。更严格测试也通过的,就会打上logo和型号,这部分芯片就叫正片,也有的叫原片。原片就是必须要达到原厂规定要求合格才能出厂的颗粒,也就是说,原片就是必须经过到原厂验收,拥有正规的封装,以及原厂标识。在NAND颗粒中质量最好 其所有颗粒都是由晶圆厂制造的,所以原片(正片)上肯定有晶圆厂的标志,这就包括了晶圆厂的logo和型号参数,两者缺一不可。

屏幕截图 2021-08-11 152922.jpg

英特尔(i)、镁光(M或S)、三星(SEC或SAMSUNG)、海力士(SKhynix)、东芝(TOSHIBA)、闪迪(SanDisk)都是原片厂,如果是原片则应该是这几家之一的logo,另外,还要查看颗粒表面的印刷是否清晰均匀,避免造假。
——白片(降级片)——
在封装之后的再次严格检测时没有通过的颗粒,由于,达不到原厂的要求,但是达到了行业要求,晶圆厂为了回收成本,往往会将这些还未打标的芯片流给下游厂商。这些白片也会在下游厂商经过测验、筛选后,打上自己的标识进行出售。
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这部分就是白片,也就是白片稍微差于原片,但被检测过的,所以就数据安全和速度来说,和原厂拉不开多大差距,这些白片会被大量的二线固态厂商采购,白片虽然差,但是最起码还能用。
——自封片——
为了降低成本,有的厂商会选择直接购买制造好的晶圆,然后用自己或第三方的封装测试厂来自行切割封装、测试,采从中剔除瑕疵芯片、不合格芯片打上自己家的LOGO,成为自封片。因为这块晶圆可能是三星、海力士、镁光里的一家制造的,但是封装测试却是第二家厂商完成的,所以在封装的时候有的时候会打第二家厂商的logo或者不打logo。
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自封片省的则是封装部分成本,由于自封片与白片、黑片一样不能打原厂标,所以在外观上自封片并不被很多玩家所信任,也正是这个原因让很多国产固态硬盘厂商宁可去伪造原厂标。
——拆机片——
拆机片就是从一些旧的储存设备,上拆下来的闪存。这些闪存,被重新组装做成了消费级SSD。比如说某兴的一款,号称消费级的eMLC闪存的SSD。鬼信啊!eMLC是MLC里的精品,主要用于工控领域,成不高昂。
——划线片——
部分白片在闪存芯片上有划线,于是就有了“划线片”这个概念。但在厂家那里,是没有这个定义的。
屏幕截图 2021-08-11 155758.jpg
那么到底“划线片”怎么来的,闪存厂家为什么要给它划线呢?
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这是一篇镁光官方关于为什么在FLASH/DRAM上划线的说明。
XBA:3 line mark as marked for production。
意思是,划三条线作为XBA规格产品的标记。所以大家在镁光闪存看到三道杠时不需要太过紧张。
——总结——
在闪存颗粒生产中,在晶圆上会进行检测,测试通过后,再进行切割、封装,封装完成后会再次进行一道检测。第一次就被淘汰是黑片,到第二次则是白片,全部通过的则为原片,原片会被用作原厂固态硬盘,或被出售,原片一般会有明显的厂商logo以及规格编码。
由于未通过原厂标准测试,白片一般当做降级片被下游二线厂商采购,制作固态硬盘或者U盘等产品其质量与原片并不会有过大差异;还有一种残次品颗粒连行业标准测试也没通过的被称为黑片,由于晶圆是以整片的形式流入到下游厂商,所以某些不良厂商会将其打磨后印上原厂标志再进行销售,以此取得低价优势进行恶意市场竞争,但使用寿命无法保证,以此欺骗消费者。

总结以上信息,请高手拍砖。

屏幕截图 2021-08-11 172845.jpg




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发表于 2021-8-12 08:26:57 | 显示全部楼层
虽然知道,但又看了一遍
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发表于 2021-8-12 08:46:27 | 显示全部楼层
这晶圆看去真漂亮啊,都是技术感
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发表于 2021-8-12 15:39:14 | 显示全部楼层
现在应该是白片跟黑片充斥了市场的低端环节吧。。。
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 楼主| 发表于 2021-8-13 06:56:32 来自手机 | 显示全部楼层
白片也算合格产品吧。
我的理解  正片——优秀;白片——合格;黑片——次品;自封——优秀+合格混搭。
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发表于 2021-8-13 14:39:02 | 显示全部楼层
jyssysz 发表于 2021-8-13 06:56
白片也算合格产品吧。
我的理解  正片——优秀;白片——合格;黑片——次品;自封——优秀+合格混搭。 ...

学习了,能选正品尽量选正品感觉
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 楼主| 发表于 2021-8-14 06:46:27 | 显示全部楼层
性价比的话,自封片?
需求不一样,选择不一样。黑胶体临时存数据也不错
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发表于 2021-8-14 08:12:49 | 显示全部楼层
jyssysz 发表于 2021-8-14 06:46
性价比的话,自封片?
需求不一样,选择不一样。黑胶体临时存数据也不错 ...

雷克沙被江波龙收购后,出来不少自封片。
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