От металлического кремния до SSD: как создаются твердотельные накопители OCZ Страница 1 из 5

Привет, Geektimes! Многие пользователи твердотельных накопителей часто задаются вопросом: а как и где, собственно, производят SSD? Насколько сложен этот технологический процесс? И если общие принципы сборки некоторым известны, заглянуть «за кулисы» производства по силам далеко не каждому. Сегодня мы расскажем вам, как создаются SSD, и совершим небольшую экскурсию на завод OCZ на Тайване.

Перед вами — металлический кремний. Именно он лежит в основе производства чипов, в том числе комплектующих для твердотельных накопителей. Сейчас его часто изготавливают карботермическим способом, который запатентован российскими учеными, используя в процессе рудотермические печи. Тонна такого добра стоит от двух до трех тысяч евро. В огромных печах на заводах получают металлический кремний, чистота которого составляет от 98,5 %, а также кремниевую пыль. Последнюю применяют, как правило, в строительных смесях, так что она нас мало интересует.







Технический кремний получается путем восстановления коксом расплава SiO2, температура при этом достигает 1800 градусов Цельсия. Таким образом изготавливается кремний с чистотой 99,9 %, где остальное — углерод и металлы.

Но для производства электронных компонентов нам нужен так называемый электронный кремний, «чистейший алмаз» среди кремния. Технический кремний хлорируют и получают трихлорсилан (SiHCl3). После его очистки на выходе имеем электронный кремний, в котором концентрация примесей очень мала — как правило, 0,0000001 %. Электронный кремний переплавляют в монокристаллы, которые впоследствии и режут на пластины алмазной пилой.

Вот как выглядит один такой монокристалл, вес которого может достигать одного центнера, а то и больше.






Схематично нарезка выглядит так, пила, поверьте, очень острая:





После этого пластины полируют и делают ровными, чтобы они прям блестели в буквальном смысле. Но не будем глубоко вдаваться в тонкости производства, тем более, что на описание всех процессов нам просто не хватит чернил. Чтобы продемонстрировать все это на деле, лучше посмотрим на производство своими глазами. На заводе OCZ.

Вступление и суть производственного процесса SSD


Пока наш «самолет» не приземлился на Тайване, давайте сперва посмотрим, как построен процесс производства твердотельных накопителей в OCZ. До того, как диск окажется на фабрике для сборки, его проектируют, утверждают дизайн, тестируют, создают множество концептов. На схеме ниже наглядно представлены основные этапы проектирования технологической части.





Как и в случае с любым продуктом, разработка SSD начинается с идеи, которая не обязательно может представлять собой создание совершенно новой модели накопителя. Это может быть обновление существующей линейки с новой NAND, ее пополнение версией большей емкости, другой форм-фактор, новое программное обеспечение и так далее. На нулевом этапе идея готова стать концептом, ее стоит только «подтолкнуть» в правильном направлении. В этом поможет документ, который обычно состоит из 1-2 страниц, где содержится краткое описание продукта и цель его создания.

Как только концепт устоялся, маркетинговая и инженерная команды объединяют усилия. Обе они очень важны, поскольку накопитель должен не только продаваться, но и быть надежным и современным, объединяя в себе последние достижения в отрасли. Работа занимает около трех недель и заканчивается формированием требований и описания системы. Если последнее сформулировать не получается, продукт возвращается на стадию концепта.

На второй стадии OCZ планирует и выделяет ресурсы на проект, только после этого начинается работа над его воплощением. Два важных документа, которые для этого необходимы — маркетинговые требования и инженерное заключение. Вообще, второй этап является одним из самых важных, поскольку требует от команд слаженных действий и проработки всех аспектов и тонкостей, включая бюджет. От проектного плана и бюджета зависит, куда компания направит свои сотни тысяч (а то и миллионы) долларов, так что просчета здесь быть не может. Вторая фаза зависит как от продукта, так и от команд, которые над ним работают: обычно она занимает от одного до трех месяцев (последнее — в случае разработки совершенно нового накопителя).

Если бюджет на проект выделен, OCZ переходит к третьей фазе, где большая часть работы инженеров уже сделана. Главная цель — создать первый рабочий прототип, чтобы его можно было протестировать.

В то время, как инженеры заняты своей работой, остальные команды выполняют собственные задачи и подготавливают все для изготовления опытных образцов (на этом этапе отбираются поставщики, разрабатываются предварительные спецификации и маркетинговые материалы). Длина этапа разработки и воплощения в значительной степени зависит от продукта, но даже накопитель, использующий существующий контроллер, может «застрять» на нем на целый год. Разработка совершенно нового контроллера (например, JetExpress) и вовсе занимает несколько лет.

Четвертная фаза, которая включает в себя анализ и оценку качества, состоит из трех основных частей: инженерный проверочный тест (EVT), дизайнерский проверочный тест (DVT) и производственный проверочный тест (PVT).


  • 359
  • 11/04/2016


Поделись



Подпишись



Смотрите также