顧名思義，晶圓由純矽（Si）構(gòu)成。是半導(dǎo)體組件“晶片”或“芯片”的基材，從沙子里面高溫拉伸生長(zhǎng)出來的高純度硅晶體柱(Crystal Ingot)上切下來的圓形薄片稱為“晶圓”。采用精密“光罩”通過感光制程得到所需的“光阻”，再對(duì)硅材進(jìn)行精密的蝕刻凹槽，繼續(xù)以金屬真空蒸著制程，于是在各自獨(dú)立的“晶粒”(Die)上完成其各種微型組件及微細(xì)線路。對(duì)晶圓背面則還需另行蒸著上黃金層，以做為晶粒固著(Die Attach) 于腳架上的用途。晶圓一般分為6英寸、8英寸、12英寸規(guī)格不等，晶片就是基于這個(gè)wafer上生產(chǎn)出來的。Wafer上的一個(gè)小塊，就是一個(gè)晶片晶圓體，學(xué)名die，封裝后就成為一個(gè)顆粒。一片載有Nand Flash晶圓的wafer，wafer首先經(jīng)過切割，然后測(cè)試，將完好的、穩(wěn)定的、足容量的die取下，封裝形成日常所見的Nand Flash芯片。那么，在wafer上剩余的，要不就是不穩(wěn)定，要不就是部分損壞所以不足容量，要不就是完全損壞。原廠考慮到質(zhì)量保證，會(huì)將這種die宣布死亡，嚴(yán)格定義為廢品全部報(bào)廢處理。
品質(zhì)合格的die切割下去后，原來的晶圓就成了下圖的樣子，就是挑剩下的Downgrade FlashWafer。
這些殘余的die，其實(shí)是品質(zhì)不合格的晶圓。被摳走的部分，也就是黑色的部分，是合格的die，會(huì)被原廠封裝制作為成品NAND顆粒，而不合格的部分，也就是圖中留下的部分則當(dāng)做廢品處理掉。
說了這么多，各位讀者應(yīng)該對(duì)晶圓的制造過程有了一定了解，也就是說，晶圓生產(chǎn)出來后，合格的die被工廠留下繼續(xù)封裝成顆粒，不合格的die單元成為殘次品被拋棄不用。這一留一拋，就分別成為了“原片”與“黑片”。由此我們立刻就能知道，原片是價(jià)格較高的產(chǎn)品，而黑片因?yàn)楸划?dāng)做垃圾，價(jià)格非常低，是按照噸計(jì)算的。
那么“白片”又是什么呢？
其實(shí)白片就是封裝后的原片中再檢測(cè)到有瑕疵的顆粒，然后淘汰下來的垃圾。正品的NAND中是不能有白片的。但晶圓廠為了回收一部分制造成本，也會(huì)將未打標(biāo)的顆粒白片賣給下游渠道，然后這些渠道再將白片上打上其他標(biāo)識(shí)賣出。所以說，黑片與白片其實(shí)都是芯片制造過程中產(chǎn)生的邊角料，黑片是在原料階段就被淘汰的部分，白片則是成品后再檢測(cè)不合格的瑕疵品。我們都知道，邊角料也有利用價(jià)值，那么這里面就有了一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，也就是晶片行業(yè)的廢品回收再利用。黑片中仍有部分可用，會(huì)以晶圓的形式流出到下游封裝廠，因?yàn)樵瓘S不會(huì)封裝有問題的die。這些有問題的die經(jīng)過下游封裝廠測(cè)試、篩選，還能再利用的部分就可以留下封裝出售了。黑片不是原廠封裝的，是下游廠商自己封裝，所以外觀看起來就很粗糙，而且往往不打標(biāo)。很多廉價(jià)的MP3、U盤，即采用黑片制作而成。
白片是封裝后再淘汰下來的顆粒，所以只有顆粒形式，而且是原廠封裝，與原片的唯一區(qū)別就是沒打標(biāo)。這些白片也會(huì)在下游廠商經(jīng)過測(cè)試、篩選后出售。
從質(zhì)量上說，黑片NAND是很糟糕的，因?yàn)樵瓘S就已經(jīng)給其判了死刑，只是下游廠將其縮減容量后賣出，也就是閹割，但質(zhì)量還是很差，購(gòu)買這種顆粒也等同于賭博。白片NAND的品質(zhì)還是有一定保證，再經(jīng)過篩選，那么在性能與壽命的指標(biāo)就比較接近原片了。由于黑片NAND的可靠性非常差，即使山寨SSD也不會(huì)采用，他們會(huì)選擇更有保障的白片NAND，雖然售出的SSD返修率偏高，但憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)，山寨SSD仍然有一定銷量。
作為SSD主要元件的NAND閃存，我們經(jīng)常見到的有SLC、MLC、TLC三種：SLC
SLC全稱single-level cell，即單階存儲(chǔ)單元;MLC全稱Multi-level cell，即多階存儲(chǔ)單元。因NAND閃存是一種電壓元件，因此它以不同的電壓范圍來代表不同的數(shù)據(jù)，原理如下面圖片所示：
SLC就是在NAND閃存的每個(gè)存儲(chǔ)單元里存儲(chǔ)1bit的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)代表”0”還是”1”是由基于Vth電壓閾值來判定，對(duì)于 NAND閃存的寫入(編程)，就是對(duì)其充電，使得它的電壓超過上圖的電壓判定點(diǎn)A，存儲(chǔ)單元就表示0-已編程，如果沒有充電或者電壓閾值低于那個(gè)A點(diǎn)，就表示1-已擦除。MLC
MLC則是每個(gè)存儲(chǔ)單元里存儲(chǔ)2bit的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是”00”,”01”,”10”,”11”也是基于電壓閾值的判定，當(dāng)電壓沒到判定點(diǎn)B時(shí)，就代表”11”，當(dāng)電壓在B和C之間，則代表“10”，電壓在C和D之間，則表示”01”，而電壓達(dá)到D以上，則表示”00”。
SLC與MLC的區(qū)別
由上面的圖片可以看到，MLC相比SLC電壓之間的閾值被分成了4份，這樣肯定會(huì)直接影響性能和穩(wěn)定性，相對(duì)來說，主要受影響的有以下四點(diǎn)：1.相鄰的存儲(chǔ)單元間會(huì)互相干擾，造成電壓不穩(wěn)定而出現(xiàn)bit錯(cuò)誤，MLC由于閾值相比SLC更接近，所以出錯(cuò)幾率會(huì)更大。2.MLC讀寫性能降低，寫入更達(dá)到50%的差距以上，因?yàn)樾枰_的充電處理。SLC只有”0”和”1”，，而MLC會(huì)有“00”,“01“,”10”,”11” 4個(gè)狀態(tài)，在充電后還要去判斷處于哪個(gè)狀態(tài)，速度自然就慢了。3.如上所說，因?yàn)橛蓄~外的讀寫壓力，所以功耗明顯增大。4.同樣因?yàn)橛蓄~外的讀寫壓力，造成閃存的寫入耐久度和數(shù)據(jù)保存期都受到影響。5.SLC的擦除次數(shù)為60000-100000之間；MLC的擦除次數(shù)為3000-5000之間。TLC
TLC = Triple-Level Cell，即3bit/cell，它的壽命短，速度慢，約500-5000次擦寫壽命。TLC的架構(gòu)已批量應(yīng)用于閃存芯片上，這種架構(gòu)與MLC采用近似原理，只不過MLC是1個(gè)單元2個(gè)bit，而TLC則是1個(gè)單元3個(gè)bit。TLC 的壽命500次是第一代工藝不成熟的時(shí)候，第二代第三代早就超過這個(gè)數(shù)字，目前hynix的TLC官方pdf標(biāo)稱壽命2500-5000次，東芝的更高。
3D-TLC基于SATA的存儲(chǔ)容量可高達(dá)4TB以上，PCIe Gen4 x4的16TB容量產(chǎn)品正在開發(fā)中，并具有許多優(yōu)點(diǎn)，如受控BOM、AES 256位加密、電源壽命以及一些客制化的功能，如電源和固件設(shè)置。3D-TLC承諾了更高的容量、更低的功耗、更快的性能和更好的續(xù)航能力，并且在一定程度上，它已經(jīng)在各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了。對(duì)于工業(yè)應(yīng)用來說，它的速度和耐久性永遠(yuǎn)無法超過SLC，但與MLC和pSLC相比，其價(jià)格和性能是不容忽視的，在價(jià)格上占了優(yōu)勢(shì)，比MLC更便宜，不過壽命/速度則更差于MLC，而且TLC通常是和高制程同時(shí)出現(xiàn)的，導(dǎo)致目前一些采用TLC的U盤速度慘不忍睹，壽命更是沒底(有人說只能達(dá)到1000多次)。
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