從晶片等級看工業級記憶體模組差異與優勢

DRAM IC等級與外觀差異

隨著全球邁入5G時代，也意味了智慧物聯(AIoT)、自駕車與車聯網(IoV)應用願景將加速實現。為因應未來資料儲存、傳輸與運算需求不斷提升，資料中心、伺服器乃至邊緣運算裝置等工業級應用，屢被寄望將取代傳統行動裝置，成為記憶體產業最關鍵的成長動能。

即時資料的角色越來越重要，記憶體被賦予的責任也日漸重大，其於耐用度與可靠度的要求更隨之升高。於工業應用環境下誤用商規標準產品，可能導致記憶體高故障率與失效率，增加重要資料遺失與損毀的風險，甚至造成系統無預期停擺。至於工規與商規標準記憶體到底有哪些關鍵差異，會導致如此重大的影響，「DRAM IC晶片等級」絕對是首先需要了解的議題。

從外觀辨識DRAM IC晶片等級

一般而言DRAM IC可分為四種等級，品質由高到低依序為：Major原廠顆粒、eTT、uTT、次級品(Downgrade)。

1. Major原廠顆粒：由記憶體廠商生產製造，選用品質最佳晶圓(wafer)，並通過原廠完整測試程序，IC會打印製造商商標如：三星(Samsung)、美光(Micron)、SK海力士(SK Hynix)等，使用者可清楚辨識該IC的規格與製造商，並享有保固服務。

2. eTT(Effectively tested DRAM)：僅經過一定有效性測試，但未完整測試的DRAM顆粒，品質低於原廠Major等級DRAM，主要由下游記憶體模組廠商向原廠購入後，再蓋印自家商標logo對外銷售。

3. uTT(Untested DRAM)：指封裝後未經任何測試的DRAM顆粒，品質通常較有疑慮，同樣由下游記憶體模組廠商購入後蓋印自家商標logo對外銷售。

4. 次級品(Downgrade)：採用良率不佳的晶圓(wafer)與顆粒(die)製成，也參雜無法達到Major與eTT測試標準篩選下來的顆粒。此等級IC常出現嚴重相容性與高不良率情形，無法達到一般品質要求。

DRAM IC：記憶體可靠度的決定性要素

目前市面上的商規標準記憶體，多採用eTT、uTT甚至次級品(Downgrade) IC，常用於價格導向的消費性產品或低階應用。也由於這三種等級的IC都是透過後續加工後，才蓋印下游記憶體模組廠商商標，一般使用者難以從外觀辨識其所使用的是eTT、uTT、次級品(Downgrade)中的哪一種，也增加了誤用企圖魚目混珠之劣質產品的風險。

至於高階工控市場、伺服器與資料中心等應用，因難以承擔記憶體品質不穩定可能產生的系統停擺風險，多採用以Major等級原廠DRAM IC製成的工業級記憶體模組；IC上蓋印有原廠商標，即便成本較高，卻也能獲得最高的產品的品質與可靠度。另一方面，即便產品有異常，也可受到原廠維修、退換貨等保固條款保障，或送回原廠進行失效分析，找出問題發生的實際原因，以避免同樣問題重複發生。

加值技術、嚴苛測試、Fixed B.O.M.，工業級記憶體應用缺一不可

工規記憶體應用情境多元，或常被用於複雜且惡劣的環境之中，不僅需能承受極端氣溫變化，還要面對濕度、粉塵、環境汙染、震動和衝擊等外在環境挑戰。因此，工業級記憶體模組(DRAM modules)的加值技術應用，也成為其與通用商規記憶體產品最大的差異之一，如透過工規寬溫(-40 ~ +85°C)、30μ 鍍金、敷形塗料(Conformal Coating)、抗硫化與底部填充(Underfill)技術，進而有效提升產品可靠度與耐用度。

另一方面，除DRAM IC需經原廠完整測試程序外，工業級記憶體模組還需通過一系列嚴苛測試或認證，以確保產品效能與穩定度，常見的測試如：高低溫測試(high/low temperature test)、溫度循環測試 (temp. cycling test)、開關機循環測試(power cycling test)、震動與衝擊測試 (shock/vibration tests)和持續可靠度測試(ongoing reliability test)等，都可作為記憶體模組是否符合工規等級的判斷標準。

最後，消費級記憶體模組依不同的生產批次，於製造時採用的IC並不固定，常造成嚴重的相容性與品質穩定性問題。工控產品驗證與導入時間長，工業級記憶體模組可提供長期穩定供貨與固定元件保證(Fixed B.O.M.)，有效減少重複驗證的時間與人力成本投入。

不同於消費性產品常以性價比為首要考量，工規產品從選料、生產、測試到品管，對於品質、可靠度與穩定度都有極高的要求。有鑑於使用者對工規、商規產品差異不甚了解，Apacer宇瞻科技於2019年起啟用工業級產品識別「Apacer for Industrial」，從產品標籤著手，協助客戶依實際應用情境選擇最適合的SSD與記憶體產品，清楚辨識高品質、高可靠度、高耐用度的正工業級產品。