Производство SSD в России: как это устроено

В каком-то смысле мне повезло. Полтора года назад в рамках проекта «Умные города по-русски» я побывал в «Технополисе GS», производственном кластере холдинга GS Group в окрестностях города Гусев Калининградской области.



Уже тогда руководство кластера думало над тем, какое новое направление стоит освоить GS для дальнейшего развития. И в том же году выбор был сделан. Производство российских SSD началось в 2017 году с модели емкостью 128 гигабайт, а сегодня основными в модельном ряду являются накопители на 256 и 512 гигабайт. Возглавляющий GS Nanotech Евгений Масленников рассказал нам о том, как GS планирует развивать производство и почему калининградские SSD-диски в обозримом будущем вряд ли появятся на прилавках магазинов в свободной продаже.

Как и в случае с другой высокотехнологичной продукцией GS, производство SSD локализовано настолько, насколько это в принципе возможно. Из зарубежных компонентов GS использует кристаллы для чипов памяти и уже готовые контроллеры (чип, отвечающий за передачу и обработку данных с чипов памяти на шину передачи данных). Также используются печатные платы зарубежного производства, но созданные по дизайну, разработанному в GS. По словам Евгения, GS был бы рад закупать все в России, но, к сожалению, ни плат, ни кристаллов в России не производят. Более того, даже если приобрести сегодня завод по производству кристаллов, то при минимальных стартовых вложениях в один-полтора миллиарда долларов этот завод будет ежегодно генерировать убыток сопоставимого размера: «проблема в том, что всю годовую потребность России в кристаллах такой завод покроет за две недели работы. Чем он будет заниматься остальные 50 недель?».

С контроллерами SSD-дисков все не так просто, как может показаться на первый взгляд. Основным партнером GS выступает компания Silicon Motion, в линейке которых есть все необходимые компоненты. Сейчас GS производит SSD-диски с интерфейсом SATA 3.0, но уже к лету 2018 года начнется серийный выпуск дисков с интерфейсом PCI Express. Выбор в пользу SATA как основного интерфейса обусловлен не столько экономическими факторами. Да, он дешевле, но что более важно, SATA на сегодняшний день является самым распространенным интерфейсом для SSD. Было бы странно начинать производство с более технологичных моделей, но намного меньшим размером рынка сбыта.

Второй задачей для GS на 2018 год является запуск производства SSD-дисков емкостью 1 и 2 терабайта. Это сложнее, но спрос на такие объемы есть. Объем производства на данные момент исчисляется десятками тысяч устройств, но, если того потребует ситуация, максимальный объем производства можно увеличить вплоть до миллиона SSD в год. Однако, вряд ли это будет актуально в обозримом будущем. К сожалению, емкость российского рынка несравнимо ниже.

Основные заказчики SSD-дисков в России — системные интеграторы, но по словам Евгения Масленникова есть запросы из Европы. Преимуществом GS является гибкость и оперативность, решение можно принимать здесь и сейчас, а произвести можно хоть один, хоть десять тысяч дисков. Причем вовсе не обязательно придерживаться стандартного форм-фактора 2,5 дюйма, если заказчику потребуется другой размер корпуса или же он захочет вовсе от него отказаться, это не вызовет каких-то дополнительных сложностей. «Неверно, что мы занимаемся просто производством дисков. Мы занимаемся и разработкой, и производством. Это важно потому, что мы имеем возможность кастомизировать продукт под заказчика без дополнительных согласований с какими-нибудь контрагентами или поставщиками», — объясняет Евгений Масленников.

Как устроено производство SSD-дисков GS

Чтобы создать стандартный 2,5-дюймовый SSD-диск, необходимо разместить на плате чипы памяти, чип контроллера, разместить плату в корпусе. Чипы памяти производятся в GS Nanotech, сборка — на заводе ЦТС, оба входят в состав инновационного кластера «Технополис GS». Сами платы и контроллеры поставляются на завод из Китая, при этом дизайн плат создается в GS Nanotech, а программное обеспечение контроллера модифицируется местными разработчиками в соответствии с запросом заказчика. Сборка SSD-дисков — это заключительный процесс, к тому же не требующий особых технологий. А вот размещение чипов на плате и, тем более, создание этих чипов — на порядки сложнее.

Все производство чипов памяти для SSD размещается в чистой зоне, где поддерживается не только температурный режим, но и обеспечивается минимальное содержание частиц в воздухе. Находиться в этой зоне можно только в специальных костюмах, а само помещение соответствует классу 7.

На первом этапе пластины с кристаллами проходят процесс утонения и резки. После того, как кристаллы нарезаны, они монтируются на подложку с помощью специального клея-адгезива либо технологичной пленки (DAF), а потом между кристаллом и подложкой создается электрическое соединение в процессе приварки золотой проволоки. К слову, при производстве других продуктов в GS Nanotech могут использовать беcпроволочное соединение по технологии перевернутого кристалла flip chip. После этого микросхемы герметизируются специальным веществом.

Следующий этап предполагает выдерживание микросхем в специальных печах при температуре 175 градусов по Цельсию. После этого чипы становятся похожими на те черные прямоугольники, к которым мы привыкли. Подложки разделяются на отдельные чипы, которые отправляются на свое первое тестирование по разработанным в GS алгоритмам. Прошедшие все процедуры проверки чипы получают лазерную маркировку и размещаются на блистерной ленте, которую будут заряжать на линии производства в соседнем заводе ЦТС.

В ЦТС на линии сборки чипы памяти с остальными компонентами размечаются на плате, а на последнем этапе помещаются в корпуса. На выходе получается стандартный SSD-диск, который, впрочем, перед отгрузкой проходит еще одно тестирование уже в полном сборе.

Непростые вопросы

Новость о запуске серийного производства SSD-дисков вызвала достаточно скептичные дискуссии в профессиональном сообществе. Так уж сложилось, что в России с ее значительным технологическим отставанием любые попытки запустить высокотехнологичное производство воспринимаются с недоверием. Оно имеет вполне веские основания, ведь кристаллы у нас не производятся, а значит, и обеспечить производство микроэлектроники полного цикла мы не в состоянии по определению. Но это вовсе не означает, что нужно опускать руки. «Лучше что-то делать, чем не делать ничего», — философски замечает Евгений Масленников. GS Nanotech уже много лет последовательно производит микрочипы для потребительской электроники, и, что не менее важно, умеет считать деньги.



Действительно, в России нет необходимых для полного цикла технологий. И, положа руку на сердце, вряд ли технологический разрыв в ближайшие годы будет хоть как-то сокращен. Тем не менее, создание производства востребованных в корпоративном секторе SSD-дисков дает сильный импульс к развитию всего кластера «Технополис GS». И вот уже появляются планы расширить помещение под высокотехнологичную распайку и корпусирование процессоров, ведь более емкие SSD предъявляют к производству высокие требования.



Одним из слабых мест в единственном производстве SSD-дисков в России профессиональное сообщество называет сторонние контроллеры. Действительно, чипы Silicon Motion не всегда могут конкурировать с лидерами индустрии, но в их линейке присутствуют все необходимые модели компонентов, а разработчиков GS подпускают к программной части, что позволяет проводить глубокий уровень кастомизации чипа. Поэтому прямой конкуренции GS с другими, например, азиатскими производителями SSD-дисков нет. В России можно заказать любой форм-фактор, индивидуально подобрать характеристики и на это уйдут не кварталы, как в случае с зарубежными поставщиками, а куда более короткий промежуток времени.




Основными потребителями продукции GS видит системных интеграторов, которые зачастую сталкиваются с требованием подобрать максимально локализованное оборудование. До GS твердотельные накопители в России не производил никто, даже на уровне отверточной сборки. И появление их производства, пусть и не по самой последней технологии, значительно повышает безопасность отечественных электронных систем. Как бы пафосно это ни звучало.

SSD-диски с чипами GS Nanotech вряд ли появятся на прилавках розничных магазинов. Дело даже не в том, что по цене GS не может конкурировать с десятками китайских и восточноевропейских производителей. Простой потребитель не будет разбираться в сложных технических характеристиках и практически всегда будет руководствоваться ценой. Сегодня GS Nanotech поставляет SSD-диски в рамках проектных заказов. Есть заказ — запускается производство, причем минимальной партии нет, все рассчитывается индивидуально. Если потребуется, можно и один единственный диск заказать. Другое дело, сколько это будет стоить.

Сегодня объем производства исчисляется десятками тысяч, появляются заказы из Европы, есть интерес из стран ближнего зарубежья. В идеале зарубежные поставки SSD-дисков должны занять 20% от объема производства, но это долгосрочная цель. А пока компания готовится к серийному запуску SSD с интерфейсом PCI Express и прорабатывает проект по серийному производству карт памяти Micro SD.

Сергей Половников

* * *