技术支持 - 芯片那点事儿——A+、A、大S、自封、白片、黑片

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芯片那点事儿——A+、A、大S、自封、白片、黑片

更新日期:2015-5-22 15:23:05

按FLASH芯片的质量等级分，一般分为：A+，A，大S，自封，白片，黑片。
由于品牌，等级等因素造成了市场上芯片价格不一，从而使SSD市场也混乱不堪。一般我们说的A+（原厂ALRIJNOL芯片）、A（原厂ALRIJNOL芯片）等级的芯片在SSD的使用中基本不会出现什么问题。那么，何为“白片”，何为“黑片”，什么又是“自封”呢？下面我们着重说下自封、白片和黑片。
自封芯片是从购买者从原厂自己购买晶圆，自行切割封装检测，最终是否真正通过认证不得而知，但此类芯片相对原厂切割检测出来的芯片价格要低，品质相对白片黑片也要好。而“白片”和“黑片”是一种很通俗的叫法，并没有太专业化的定义。要想说清楚，还得先看看晶圆制造的一些概念。
我们先从一片完整的晶圆（Wafer）说起：

左图为Intel的25nm NAND Wafer

wafer：wafer 即为图片所示的晶圆，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。Wafer上的一个小块，就是一个晶片晶圆体，学名die，封装后就成为一个颗粒。一片载有Nand Flash晶圆的wafer，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。那么，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。
品质合格的die切割下去后，原来的晶圆就成了下图的样子，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。被抠走的部分，也就是黑色的部分，是合格的die，会被原厂封装制作为成品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。
说了这么多，大家应该对晶圆的制造过程有了一定了解，也就是说，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单元成为残次品被抛弃不用。这一留一抛，就分别成为了“原片”与“黑片”。由此我们立刻就能知道，原片是价格较高的产品，而黑片因为被当做垃圾，出售价格非常低，是按照吨计算的。这些不良的Flash有些是容量不足，有些是寿命不能达到要求，有些是测试不能通过。

那么“白片”又是什么呢？其实白片就是封装后的原片中再检测到有瑕疵的颗粒，然后淘汰下来的垃圾。正品的NAND中是不能有白片的。但晶圆厂为了回收一部分制造成本，也会将未打标的颗粒白片出售给下游渠道，然后这些渠道再将白片上打上其他标识出售。
所以说，黑片与白片其实都是芯片制造过程中产生的边角料，黑片是在原料阶段就被淘汰的部分，白片则是成品后再检测不合格的瑕疵品。我们都知道，边角料也有利用价值，那么这里面就有了一个产业链，也就是晶片行业的废品回收再利用。
黑片中仍有部分可用，会以晶圆的形式流出到下游封装厂，因为原厂不会封装有问题的die。这些有问题的die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。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。
白片是封装后再淘汰下来的颗粒，所以只有颗粒形式，而且是原厂封装，与原片的唯一区别就是没打标。这些白片也会在下游厂商经过测试、筛选后出售，但会重新打标（非原厂标）。
从质量上说，黑片NAND是很糟糕的，因为原厂就已经给其判了死刑，只是下游厂将其缩减容量后卖出，也就是阉割，但质量还是很差，购买这种颗粒也等同于赌博。白片NAND的品质还是有一定保证，再经过筛选，那么在性能与寿命的指标就比较接近原片了。由于黑片NAND的可靠性非常差，即使山寨SSD也不会采用，他们会选择更有保障的白片NAND，虽然售出的SSD返修率偏高，但凭借价格优势，山寨SSD仍然有一定销量。

　　总的来说，黑片就是指芯片工厂选出的淘汰的次品，没有打上工厂标签和产品型号的芯片；
　　白片就是挑选比黑片好一点质量的，人为地给打上各种标，但不是原芯片工厂的标签。
　　既然SSD使用闪存芯片作为储存介质，就存在这种芯片品质参差不齐的情况。SSD的性能很可能因为某个次品芯片导致整体性能下降，而黑片/白片正是为了掩人耳目而弄出来的，让人难以辨认。从目前的情况来看，我们还没有什么比较好的方法能在购买前确定闪存芯片的质量（除非带着螺丝刀去拆解，或者先测试后购买）。
那么，目前来说按照芯片的存储质量排名依次为：东芝（innodisk和PQI均使用东芝）、三星（自产自销）、镁光（Intel）、HY韩代（国内品牌使用）。
虽然FLASH的寿命有长有短，但因PCB板（3-5年的寿命）、电容、软件管理、环境等因素，影响SSD最终的使用寿命。