Lexar провела для нас экскурсию по своим научно-исследовательским лабораториям и производственным мощностям, чтобы показать, как компания создает решения для хранения данных для настоящего и будущего. — tomshardware.com
Lexar недавно пригласила Tom’s Hardware вместе с несколькими другими журналистами посетить свой офис в Шэньчжэне, расположенный к северу от Гонконга, а также свои научно-исследовательские центры в Чжуншане, через залив. Оттуда компания отвезла нас на свою фабрику в Сучжоу, примерно в полутора часах езды к западу от Шанхая, чтобы осмотреть линию по производству автомобильных накопителей. Компания в первую очередь известна своими продуктами флэш-памяти, в частности высокопроизводительными картами microSD, SD и CFexpress для камер и других портативных устройств, а также флэш-накопителями и кард-ридерами. Однако в последнее время компания активизировала усилия по производству современных SSD и модулей оперативной памяти, а также работает над решениями для хранения данных нового поколения, готовыми к работе с ИИ. Мы начнем с экскурсии по заводу на этой странице, а затем перейдем ко второй странице с сессией вопросов и ответов с руководством Lexar и историей компании.
Lexar продолжила производство сменных накопителей после приобретения компанией Longsys в 2017 году. Всего через год после покупки бренд первым выпустил на рынок карту SD объемом 1 ТБ. Компания также заявила, что в 2022 году у нее были самые быстрые в мире карты CFexpress Type B, что крайне важно как для фотографов, снимающих сериями, так и для видеооператоров, снимающих видео в разрешении 4K. Буквально в прошлом году компания также выпустила первые в мире SD-карты из нержавеющей стали, обладающие классом защиты окружающей среды IP68 и обеспечивающие гораздо большую прочность, чем обычные пластиковые модели SD-карт.
Но теперь, когда Lexar оказалась под крылом Longsys, компания получила доступ к внушительным ресурсам для исследований и разработок, а также к почти двадцатилетнему опыту своей материнской компании в работе с флэш-памятью. Хотя компания уже производила USB-флэш-накопители до 2017 года, только после покупки Longsys компания начала производить и продавать полноценные накопители. Одним из первых SSD Lexar, который мы видели, был NM600 M.2 NVMe SSD, который, хотя и не демонстрировал ошеломляющей производительности, был доступным и эффективным SSD, предлагавшим отличное решение для тех, кто искал относительно недорогое хранилище. С тех пор Lexar выпустила несколько NVMe SSD, таких как NM790, который обеспечивал превосходные постоянные скорости чтения и записи, оставаясь при этом энергоэффективным и конкурентоспособным по цене, особенно в варианте на 4 ТБ, а также 1 ТБ Lexar Play M.2 2230 SSD, который является одним из лучших решений для расширения памяти в портативных игровых устройствах.
Компания также начала разрабатывать собственные контроллеры хранения данных, которые управляют тем, как данные хранятся, перемещаются, исправляются и извлекаются из чипов флэш-памяти NAND, используемых в картах памяти. Это позволит Lexar получить более глубокий контроль над производительностью своей памяти и отличить свои предложения от конкурентов. В настоящее время карты Lexar Silver Plus microSD, Blue microSD, Silver Plus SD и Silver SD уже используют собственные контроллеры.
Помимо разработки собственных контроллеров хранения данных и расширения ассортимента твердотельных накопителей, компания также вышла на рынок оперативной памяти с базовыми модулями DDR4-2666 C19 в 2020 году и игровой памятью Hades в следующем году. К 2023 году компания выпустила игровую память Ares RGB DDR5-6000 C34, которая поддерживает как Intel XMP 3.0, так и AMD EXPO.
Конечно, Lexar также осознала необходимость в специализированных решениях для хранения данных в эпоху ИИ. В связи с этим компания планирует выпустить решение AI Storage Core, которое представляет собой нечто большее, чем просто более быстрая и производительная память. Разумеется, они будут обладать более высокими скоростями чтения и записи, что критически важно для огромных объемов данных, обрабатываемых ИИ, но также будут иметь улучшенное шифрование для защиты конфиденциальных данных, с которыми работают модели ИИ. Lexar также заявляет, что они будут более надежными, особенно для применения в автомобилях и роботах с поддержкой ИИ, а также будут обладать возможностью горячей замены для более удобной смены устройств без необходимости перезагрузки.
Компания заявляет, что предложит несколько вариантов конфигурации для устройств AI Storage Core, гарантируя, что производители и конечные пользователи смогут выбрать вариант, оптимизированный для их применения. Она также сотрудничает с различными поставщиками ИИ, чтобы гарантировать поддержку решений для хранения данных Lexar в будущих приложениях ИИ, обеспечивая более легкий и прямой доступ к данным, хранящимся в них. Также ведется разработка поддержки снимков (snapshots) непосредственно в прошивке устройства хранения данных, что обеспечивает пользователям безопасное резервное копирование прямо на устройстве и упрощает восстановление данных в случае сбоя в рабочем процессе ИИ, облегчая откат к предыдущему снимку.
Конечно, Lexar не сможет реализовать все свои планы без усилий по разработке новых технологий. Поэтому компания пригласила нас посетить различные объекты, чтобы увидеть, что она делает для достижения своей цели — «Соединять континенты и обеспечивать мир энергией».
Одним из первых мест, которые мы посетили, была Инновационная лаборатория Longsys, расположенная в здании Foresee в Чжуншане. Здесь материнская компания Lexar работает над разработкой продуктов следующего поколения, включая модули памяти DDR5 и LPDDR5/5X, решения для хранения данных PCIe 5.0, карты памяти UFS4.1, а также CXL2.0/3.0 для центров обработки данных и систем ИИ. Лаборатория занимает площадь более 9000 квадратных футов и насчитывает более 50 сотрудников, из которых 20 — штатные инженеры, ученые и исследователи.
Все начинается в Лаборатории симуляции проектирования и анализа сигналов, где разрабатываются, проверяются и конструируются новые продукты Lexar. В Лаборатории симуляции проектирования тестируются будущие решения для хранения данных на предмет тепловых характеристик, структурной жесткости, а также целостности сигналов и питания, в то время как Лаборатория анализа сигналов изучает высокоскоростные сигналы, передаваемые по всей системе, чтобы гарантировать, что все остается в пределах спецификации и работает надежно.
Поскольку Lexar полагается на сторонних поставщиков для поставок NAND и DRAM, она должна гарантировать качество полученных кристаллов и точно знать, что находится внутри каждого производимого ею продукта. Здесь вступает в игру Лаборатория анализа ресурсов чипов, где несколько высококлассных машин проверяют тайминги, резервирование памяти и ядро памяти, а также проводят ускоренное старение под нагрузкой (также известное как тестирование на выгорание), чтобы обеспечить качество и надежность продукции Lexar с течением времени.
Есть несколько лабораторий, которые занимаются готовой продукцией. Лаборатория системной верификации, где готовые накопители и изделия памяти тестируются на энергопотребление и тайминги, гарантируя, что DRAM Lexar соответствует спецификациям JEDEC. В лаборатории установлен высокопроизводительный игровой ПК, на котором они могут запускать свое оборудование в различных бенчмаркинговых приложениях, таких как AIDA64, 3DMark и PCMark.
Лаборатория надежности — это место, где становится по-настоящему интересно, поскольку Lexar подвергает свою продукцию серьезным испытаниям. Здесь есть различные испытательные машины, включая тестер на падение (Drop Tester) для имитации падения изделия с высоты до 1,5 метра или 4 футов на бетонный или стальной пол, и тестер на падение с перекатыванием (Roller Drop Tester), который непрерывно перекатывает изделия со скоростью от 5 до 25 об/мин. Существует также тестер силы вставки/извлечения (Plug-in/out Force Test machine), который имитирует вставку карты памяти в слот тысячи раз и с различным усилием, тестер на растяжение (Tensile Test machine), который по сути растягивает материалы, чтобы увидеть, какое усилие требуется для их разрыва, и несколько других устройств, проверяющих долговечность их прототипов и другой продукции.
Помимо физической прочности, компания также проверяет устойчивость к электростатическому разряду в своей ESD-лаборатории, гарантируя, что ее карты памяти, накопители и модули памяти не выйдут из строя из-за повседневного статического электричества, которое люди накапливают в окружающей среде.
Упомянутые выше тесты в основном ограничиваются повседневным использованием. В конце коридора находится Экологическая лаборатория, где Lexar подвергает свои прототипы и продукцию суровым испытаниям. Здесь установлены четыре испытательные машины — тестер солевого тумана (Salt Spray Test), который ускоряет старение в коррозионной среде, прецизионная высокотемпературная печь (Precision High-Temperature Oven), где продукция Lexar подвергается воздействию высоких температур во время работы, тест на высокоускоренное стрессовое воздействие (Highly-Accelerated Stress Test) для анализа отказов из-за надежности, и тест на проникновение красителя (Dye Penetration Test), который изучает влияние теплового удара на различные компоненты.
Рядом с ESD-лабораторией находится Рентгеновская лаборатория, где анализируется тонкая проводка и соединения в чипе. Внутри находится комбинированный аппарат для 2D-рентгена и КТ-сканирования, позволяющий инженерам Lexar обнаруживать мельчайшие, микроскопические дефекты. Существует также Лаборатория анализа отказов (Failure Analysis Lab), которая изучает, как изделия выходят из строя после этого цикла испытаний, что позволяет Lexar понять, что пошло не так, и устранить их недостатки, гарантируя, что они не выйдут из строя в реальном мире.
И, наконец, мы посетили Лаборатории анализа материалов, где ученые и инженеры визуально осматривают чипы. Следует отметить, что они не просто помещают их под микроскоп — это сложный процесс, в ходе которого они помещают инспектируемый модуль памяти или хранения в смолу, а затем используют прецизионный режущий станок, чтобы точно разрезать материал и выявить область предполагаемого повреждения.
Все эти испытания проводятся непосредственно на продуктах и прототипах Lexar. Однако хранение данных и память не существуют в вакууме — они должны работать с огромным количеством различных устройств, таких как камеры, дроны, камеры видеонаблюдения, портативные игровые устройства, настольные компьютеры, ноутбуки, планшеты, видеорегистраторы и многое другое. Поэтому нашей следующей остановкой были Лаборатории качества Longsys.
Lexar имеет обширный портфель продуктов памяти и хранения данных, включая карты CFexpress, карты SD, карты microSD, карту NM для некоторых телефонов Huawei, портативные SSD, USB-флэш-накопители, SSD M.2 и SATA, модули памяти DDR4 и DDR5, кард-ридеры, корпуса и многое другое. Если Lexar планирует выпустить новый продукт, она должна убедиться, что он будет работать с широким спектром уже существующих на рынке устройств. Из-за этого в Лабораториях качества Longsys хранится более 1200 различных гаджетов в 35 категориях, чтобы гарантировать возможность тестирования своей продукции перед выпуском.
Например, мы видели более 30 портативных игровых консолей на одном столе, включая популярные бренды и модели, такие как Steam Deck, ROG Ally X, Lenovo Legion Go и Nintendo Switch 2, а также от более нишевых брендов, таких как OneX Player, Ambernic и другие. Есть также несколько дронов и экшн-камер от DJI, а также полки с зеркальными, беззеркальными и компактными камерами от Canon, Nikon, Sony и Fujifilm. У команды Lexar также было несколько телефонов, в том числе от китайских брендов, таких как Huawei, Xiaomi, Vivo и Oppo, а также от популярных международных брендов, таких как iPhone и Samsung. Помимо этих флэш-устройств, в других помещениях хранилось множество более обыденных гаджетов, таких как видеорегистраторы, камеры видеонаблюдения и даже автомобильные модули.
После осмотра лаборатории мы посетили Музей истории памяти, где Lexar продемонстрировала, как развивались технологии хранения данных от доисторических узелков до известных нам сегодня SSD. Мы закончили наш день там, поскольку следующей нашей остановкой была производственная база компании в Сучжоу, в двух часах полета от Шэньчжэня, куда мы отправились на следующий день.
Вся наша группа приземлилась в Шанхае, и мы проехали полтора часа до Longforce Technology (Suzhou) Co., Ltd., которая является производственным подразделением компании. Затем мы направились к производственной линии компании по выпуску автомобильных накопителей, где увидели, как кремниевые пластины NAND превращаются в накопители автомобильного класса. Поскольку это линия по производству кремния, всем нам пришлось надеть костюмы для чистых помещений и пройти обдув воздухом перед входом в производственную зону. Таким образом мы минимизируем вероятность занесения загрязняющих веществ, которые могут повлиять на выход годных.
NAND поступает от поставщиков в виде пластин, которые сначала должны пройти процесс нанесения ленты (taping), то есть крепления пластины к опорному материалу для обеспечения ее жесткости во время обработки. Это связано с тем, что кремниевая пластина чрезвычайно тонкая, а опорный материал защитит ее от растрескивания. Отсюда пластина сначала проходит предварительное шлифование (pre-grinding), которое истончает пластину и подготавливает ее к резке. Затем она разрезается на части лазером с использованием техники, называемой скрытой резкой (stealth dicing), поскольку разрезы делаются под поверхностью. После этого пластина окончательно шлифуется до достижения ее конечной толщины.
После завершения всего этого пластина окончательно монтируется, а лента удаляется с помощью DDS. Затем она проходит различные процессы, пока кристалл не будет установлен на подложку. Оттуда он проходит через проволочный бондинг (wire bonding), который соединяет все слои кристалла с подложкой, и упаковывается с помощью процесса C-Mold. Затем на него наносится брендинг, и к нижней части подложки прикрепляются шарики припоя, чтобы подготовить ее к креплению на печатной плате.
Следует отметить, что на этом процесс не заканчивается, поскольку чипы собираются в единую формованную панель. Их необходимо сначала разрезать на отдельные части с помощью сингуляции (singulation). После этого они проходят окончательное тестирование и контроль качества, а затем чипы упаковываются для доставки клиентам. Перейдем к сессии вопросов и ответов с руководством на следующей странице.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Jowi Morales