De silicio metal de SSD: cómo crear de estado sólido unidades OCZ

Hola, Geektimes! Muchos usuarios se preguntan a menudo los SSD: cómo y donde, de hecho, producen un SSD? ¿Qué tan difícil es este proceso? Y si se conoce la asamblea general de algunos de los principios, para buscar "entre bastidores" producidos en las fuerzas ahora no para todo el mundo. Hoy os voy a mostrar cómo crear el SSD, y hacer un corto viaje a la fábrica de OCZ en Taiwán.
Antes de que - el metal de silicio. Que es la base de la producción de chips, incluyendo componentes para unidades de estado sólido. Ahora se hace a menudo proceso carbotérmica que está patentado por científicos rusos, utilizando en el proceso de horno de mineral térmico. Ton es un buen ejemplo de dos a tres mil euros. En las grandes instalaciones de altos producidos en el silicio metálico que tiene una pureza del 98, 5%, y el polvo de silicio. Estos últimos se utilizan por lo general en el mortero, por lo que es de poco interés para nosotros.

silicio técnica se obtiene mediante la reducción de coque SiO2 temperatura de fusión llega a 1800 con grados Celsius. Así producido de silicio con una pureza de 99% 9, donde el resto - carbono y metales
. Sin embargo, para la producción de componentes electrónicos necesitamos una llamada de silicio electrónico, "diamante puro" entre silicio. silicio técnico clorado y triclorosilano (SiHCl3). Después de su tratamiento en la salida de tener un silicio electrónico, en el que la concentración de impurezas es muy pequeño - por lo general 0% 0.000.001. silicio electrónica se derretía en los cristales individuales, que luego se cortan en obleas y sierra de diamante.
Este es uno de esos cristal único, que puede pesar un quintal, y aún más.

Esquemáticamente hilo se ve como una sierra, créanme, es muy urgente:

Las obleas son pulidas y alisarse, de manera que brillaba recta en el sentido literal. Pero no vamos a ahondar en las complejidades de la producción, tanto más en la descripción de todos los procesos que simplemente no tienen suficiente tinta. Para ilustrar todo esto, de hecho, mejor mirar a la producción de sus propios ojos. La planta de OCZ.
Introducción y contenido del proceso de producción SSD
Si bien nuestro "plano" aterrizó en Taiwán, primero vamos a ver cómo construir unidades de estado sólido en el proceso de producción de OCZ. Antes de que la unidad estará en una fábrica de montaje de su diseño, por ejemplo el diseño, prueba, crear un conjunto de conceptos. El siguiente gráfico muestra claramente las principales etapas del proceso de diseño.

Al igual que con cualquier producto, el desarrollo SSD comienza con la idea de que no necesariamente representan un modelo completamente nuevo de almacenamiento. Puede ser actualizado con la nueva línea actual de NAND, su versión finalización de mayor capacidad, otro factor de forma, el nuevo software y así sucesivamente. En el punto cero de la idea está listo para convertirse en un concepto, es sólo una "empujar" en la dirección correcta. Este documento va a ayudar, que por lo general se compone de 1-2 páginas, que contiene una breve descripción del producto y el propósito de su creación.
Una vez que el concepto se ha asentado, de marketing y de ingeniería equipos unen sus fuerzas. Ambos son muy importantes ya que la unidad no sólo debe vender, sino también para ser confiable y moderno, que combina los últimos avances en la industria. El trabajo toma unas tres semanas, y termina con la formación y la descripción de los requisitos del sistema. Si el supuesto de no formular el producto vuelve a la etapa de concepto.
En la segunda etapa de los planes de OCZ y recursos asigna a los del proyecto, sólo entonces se comienza a trabajar en su forma de realización. Dos documentos importantes que son necesarios para esto - los requisitos de comercialización y el informe de ingeniería. En general, la segunda etapa es uno de los más importantes, ya que requiere equipos de acción concertada y para trabajar en todos los aspectos y sutilezas, incluido el presupuesto. A partir de un plan y presupuesto del proyecto depende de donde la compañía dirigirá sus cientos de miles (o millones) de dólares, por lo que el cálculo no puede estar aquí. La segunda fase depende del producto y sobre los equipos que están trabajando en él: por lo general tarda de uno a tres meses (el último - en el caso de la elaboración de una nueva unidad) guía empresas. Si se selecciona el presupuesto para el proyecto, el OCZ pasa a la tercera fase, donde la mayor parte del trabajo de los ingenieros ya se ha hecho. El principal objetivo - para crear el primer prototipo de trabajo, por lo que puede ser probado.
En ese momento, los ingenieros están ocupados con su trabajo, los otros equipos realizan sus propias tareas y preparar todo para la producción de prototipos (en esta etapa, los proveedores seleccionados, desarrollado las especificaciones preliminares y materiales de marketing). La longitud de las etapas de desarrollo y realización depende en gran medida del producto, sino que incluso la unidad utilizando un controlador existente puede ser "atrapado" en él durante un año. El desarrollo de un controlador completamente nuevo (por ejemplo, JetExpress) y tarda varios años.
fase de cuartos, que incluye el análisis y evaluación de la calidad se compone de tres partes principales: una prueba de detección de ingeniería (EVT), prueba de verificación de diseño (TVP) y la prueba de verificación de la producción (PVT) guía empresas.
EVT muestra cómo funciona la unidad en el mundo real, y si es coherente con lo que estaba escrito en el papel. Establecer los parámetros para la prueba relativamente simple: el nivel de potencia, velocidad de respuesta, de lo contrario asegurarse de que el prototipo funciona según lo previsto.
TVP se divide en dos fases: una prueba de "normal" y la calidad de la prueba / fiabilidad. «Normal» TVP consiste en un conjunto más amplio de pruebas de que la EVT, y muestra cómo se comporta la unidad en condiciones diferentes. Cada prueba se ejecuta por lo general al menos cuatro prototipos, mientras que la EVT ejecuta en uno o dos. En general, la TVP es un agregador de de diferentes pruebas, incluyendo una prueba de cumplimiento, los datos de vida útil, la pérdida de energía, y así sucesivamente decenas.
¿Por qué la TVP se compone de dos partes? El hecho de que la EVT y "normal" TVP equipo de ingeniería de hecho (que también desarrolló el diseño de la unidad), por lo que en el proceso de pruebas puede haber conflictos de intereses y el factor humano - la gente le gusta cerrar los ojos ante sus propios errores. Por lo tanto, la calidad / fiabilidad de la prueba llevada a cabo por un equipo independiente del control de calidad. Estas pruebas toman mucho más tiempo y se llevan a cabo en más dispositivos que EVT.
prueba de detección de la producción es necesaria no sólo para poner a prueba la fiabilidad de la unidad, cómo comprobar el proceso de producción. En pocas palabras, el objetivo principal de PVT - garantizar que cada disco de la línea de producción era una sola (alta) calidad. Para tal efecto, toda la línea de impulsión se toma y se inspecciona para varios defectos causados ​​por soldadura. PVT también se utiliza para evaluar la calidad del sistema de fábrica, incluso incluyendo cajas de inspección. Luego llevó a cabo otra prueba (ORT), que comprueba varios discos de diferentes líneas de producción.
La duración total de la fase de prueba varía de dos a seis meses, o incluso años. En el primer caso - si la estructura del disco es relativamente simple y similar a las unidades anteriores. Mientras SSD ha pasado todas las etapas de la prueba, que no fue a la siguiente etapa, la producción en masa no se iniciará. Por lo tanto, los consumidores no lo verán. ¡Bienvenido al fabricar
Después de las pruebas finales PVT confirmó la conformidad de las especificaciones de los discos declarados. Una vez que la etapa ha terminado, comienza la producción en masa de los SSD. ¿Hacia dónde va toda la "magia»?
OCZ planta se encuentra en el distrito de Zhongli, Taoyuan en la parte noroeste de Taiwán, a 45 minutos en coche de Taipei. Formalmente, la fábrica es propiedad de Powertech - fue vendido a la final después de un acuerdo con Toshiba. Powertech es un jugador respetado en la industria manufacturera, que tiene contratos con muchas empresas, como Apple. Además, la compañía ha construido una buena relación tanto con el OCZ, y con Toshiba.
Dos líneas de producción de superficie de la montura se relacionan por completo a OCZ y producen alrededor de 70 mil unidades al mes. Si aparece de repente unidades de alta demanda, la compañía también utiliza otras líneas en el futuro, OCZ espera aumentar la capacidad de producción. Pero veamos cómo SSD, de hecho, se ensamblan.
Fabricación SSD
SSD producción es prácticamente idéntica a la asamblea de otro componente construido en el PCB.

Se inicia con la producción de la PCB (hola, "electrónico" Si!), Que está recubierta chip usando pasta de soldadura, una mezcla de pequeñas partículas de estaño con fundente. Esto ocurre en la máquina, que se muestra en la foto de arriba.
pasta de soldadura se debe almacenar a una temperatura cercana a los cero grados centígrados, de lo contrario perderá sus propiedades adhesivas. Por lo tanto, se almacena en un pequeño frasco en el refrigerador.

La placa terminada con chips se puede ver en la foto de abajo. Al mismo tiempo se puede hacer forma de cuatro tarjeta de factor de 2, 5 pulgadas.


El PCB está dispuesta a "aceptar" las patatas fritas, que se instalan con la ayuda de esta máquina. Cada resistencia chip y se carga en las máquinas "de cinta y carrete", que instala automáticamente todos los componentes en los lugares deseados en el PCB.
Los controladores se encuentran en otra bandeja - este es el último componente que se monta en una placa de circuito impreso antes de que el siguiente paso
.
Una vez que todos los componentes se ensamblan, la unidad entra en un especial de "cocer" la pasta que se funde y proporciona conexión eléctrica entre todos los chips. Este proceso toma alrededor de cinco minutos, la temperatura aumentó bruscamente al principio y luego, en la etapa final, disminuye. El perfil exacto de la temperatura es único y ha sido diseñado por los ingenieros de la OCZ, pero a veces es necesario ajustar el - por así decirlo, por ensayo y error
.
Después de fundir la placa recibe una inspección visual automática, donde el costo del producto se compara con la imagen del vestido perfecto - así, es posible evitar errores como los chips instalados incorrectamente. Confiar ciegamente en la automatización en el presente caso no es necesario, por lo que por si acaso, este paso monitorea el empleado. Para placas de circuito impreso de doble cara todo el proceso desde la impresión hasta la inspección visual, respectivamente, se repite, sin embargo un pequeño SSD de capacidad en general, utiliza la tarjeta de un solo lado. Esto reduce los costos y gastos de almacenamiento para el usuario final.

En la etapa final de la carga está conectada al conector SATA y fuente de alimentación. A veces, este último está integrado en la junta, pero a menudo se encuentra separado. Cuando se completa este proceso, las placas se cortan y se separan del marco. A continuación, se coloca en una carcasa de metal y tornillos atornillado - es responsable de que es una unidad de este tipo:

software de instalación
Cuando una parte ha terminado en el hardware, el software.

Descargar el firmware se realiza mediante equipos especiales con hierro bastante normal, ya que el sistema operativo Linux se utiliza con el software de descarga utilidad que se instala de OCZ. En la imagen superior, por ejemplo, el software instalado para SSD ARC 100 con una capacidad de 240 GB.
Una vez descargado el firmware, sin duda impulsa de nuevo la prueba. OCZ ha desarrollado un script especial que expone el SSD leer y escribir procedimiento al menos ocho veces para identificar los bloques defectuosos. En caso de matrimonio o la unidad se envía para su revisión, o, como ocurre más a menudo, que acaba de destruir. Las secuencias de comandos también prueban el rendimiento, utilizando herramientas de puntos de referencia, tales como la AS-SSD y ATTO. De hecho, debería asegurarse de que el SSD cumple con las especificaciones establecidas.
Ahora OCZ tiene dos tipos de pruebas. En el primer caso se trata de los ordenadores convencionales, vimos un poco antes, en el segundo - cabina grande con bastidores que a la vez puede comprobar fuera de 256 unidades. La segunda opción es preferible, y, y más rápido, pero no siempre, que son capaces de aprovechar.

Para el almacenamiento PCIe OCZ ha desarrollado una forma más avanzada de la prueba - la fabricación de auto-diagnóstico. En el software personalizado instalado SSD realiza los procesos de lectura y escritura. En este caso, todo pasa más rápido, ya que todos los comandos de entrada-salida generada por el controlador o firmware.
Por otra parte, cada una de un mes, producido se envía a almacenamiento "Ensayo de conformidad" para comprobar el nivel de calidad del producto. En este momento, SSD es sometido a cambios bruscos de temperatura, incluyendo hasta 70 grados centígrados. Esto hace que sea posible medir el período de almacenamiento en condiciones extremas de la vida - no debe diferir del declarado
.
El proceso de prueba no ha cambiado mucho desde que el acuerdo con Toshiba, pero vale la pena señalar que Toshiba todavía OCZ ha ayudado a establecer normas de calidad. Todos los procesos que están sometidos a la SSD, aprobado por la empresa "padre" y cumplen con sus requisitos. Cada unidad sigue un muy estricto, y es sin duda un impacto positivo en la calidad de la SSD de OCZ. Usted mismo es convencido de ello - la selección es casi como astronautas
del tiempo y envasado
.? Exactamente ¿cómo olvidar. Sólo si el SSD ha superado con éxito todas las pruebas, que cumple las especificaciones indicadas, funciona a la perfección y sin errores, está listo para entrar en el paquete. En primer lugar para conducir pegatinas de pasta de marca - Ahora los empleados realizan de forma manual, pero muy pronto el proceso será automatizado
.
Ven pronto en la caja! Para el envasado SSD en una caja de cartón de Niza se reúne aquí esta máquina:

En los próximos unidades de fase y accesorios se envasa en una envoltura de plástico - que está sellado a alta temperatura
.
Las tiendas al por menor se envían en cajas grandes que pueden contener 10 unidades a la vez. Negro protege el soporte de la caja de SSD caída u otra influencia externa - esto asegura que la tienda llegará a las tiendas intactas. Para comprobar esto, OCZ también tienen una caída pruebas especiales.

Las cajas están sellados y enviados a una instalación de almacenamiento temporal, en el que el SSD y luego en los estantes.

lugar de celebración
Es cierto que la actitud frente a la calidad de su OCZ unidades cambió por completo. En el pasado, era inaudito que el dispositivo puede "colgar" durante tres meses en la etapa de diseño, antes de entrar en producción en masa. Ahora, sin embargo, la duración de las etapas se incrementa en varias veces que la empresa no se avergonzaba de cualquiera de la unidad. Cuando se trata de calidad, no tenemos nada que ocultar. Sin embargo, desde el silicio para la trayectoria de estado sólido no es corta, que lo encontró a sí mismo. Esperamos que era interesante.
Fuente: geektimes.ru/company/ocz/blog/273978/