显卡制造工艺.doc

一款显卡从芯片产出到最终成为你整机的零配件，需要经历很多道工序，这一道道的工序保证显卡稳定运行，在退役前好好的服务于你。在你买到显卡之前，显卡必须过三关斩六将，经过层层检验最后销售到终端用户手中。下面，我们通过对一款索泰显卡的研发、生产、质检等介绍，让大家清楚了解厂商怎么保证显卡的出厂品质。显卡的诞生可分为以下部分：研发、调试、产品验证、量产、质检。其中设计、研发、产品验证属于前期工作，是保证显卡拥有高品质的最根源因素。研发：索泰拥有严谨的研发制度，在产品研发过程中，索泰会提交PCB设计图给NVIDIA、电源芯片厂商作线路、功能的确认(只有AIC厂商才能直接享有此等权利、一般厂商NVIDIA是不会有FAE对口)，在研发初期就杜绝了设计缺陷。待芯片和电源芯片厂商确认PCB的layout符合要求，研发部分就会释放PCB出去，让工厂做出50100片样品做产品的调试。调试：调试过程会使用50100片工程样卡，分别由硬件工程师进行Debug、电源工程师量度供电模块的运行波形、信号完整性验证、散热组进行散热能力及安全性认证。硬件工程师会使用NVIDIA提供的MOD DOS软件对显卡稳定性验证，显卡的BIOS在工程师调整后需提交NVIDIA审核后用于最终生产。SI部门会严查显卡上的各种信号(如输出信号、显存信号、PWM控制信号)是否完整、有没有被干扰。电源工程师测量显卡在不同状态下，供电模组的输出品质(动态响应、纹波、极限供电能力等)，以保证显卡得到良好供电支持。散热组拥有成套的验证设备，对压力、高温、散热、噪音等全方位测试，模拟比实际使用更恶劣的散热环境，得出配套散热器的散热能力，并组建报告予NVIDIA评估是否符合要求。这两部的工作都邀请NVIDIA参与，并会提供样卡予NVIDIA做芯片级的测试，这是AIC厂商区别于一般通路的最大地方，芯片级厂商可以直接为AIC验证，同时AIC开案的时候NVIDIA也会提供相应的支持。经过硬件工程师的调试后，产品的规格和用料已经确定下来。在大批量生产前，索泰会进行TR(试机)、MP(小批量生产)工序，采用研发部分完整调试后方案，生产100200片作QE产品验证工程(高温测试、四角测试、持续可靠性测试、MTBF寿命加速测试)，找出显卡上的缺陷加以改料修正。在这里着重要介绍QE产品验证工程。因为这是模拟显卡的实际工作环境的重要一步。 MTBF寿命加速测试模拟显卡在显卡在实际使用环境中出现中产生的老化现象。通过特定的计算公式在较短时间的测试环境下模拟显卡5年后的使用情况。包括：湿热老化、热风老化等。 55 / 90% 湿度(高温测试)显卡在高温环境下高负荷的测试，特别针对索泰在国内上市的预设超频版产品，尤其是大幅超频的至尊版显卡，通过高温测试可以挑选出超频体质较好的产品。 高低温冲击测试在-55125之间快速切换，以考验显卡的焊接物理特性、元件的高低温适应情况。 四角极限测试显卡在高温高压、高温低压、低温高压、低温低压四个极限状态下测试。寻找出显卡在哪一种使用情况下出现缺陷，以改善显卡在偏离常规使用环境下的适应能力。 低温测试利用仪器将显卡的运行环境设定为-55 ，以验证显卡长时间在低温情况下是否运行正常(尤其针对显卡供电模块，某些三极管或者电容在低温情况会出现第一次开机功能失常，需要重开两三次才正常，其次是显存)。经过以上测试可以找出调试后的显卡的短板，才去改料等措施加以修正，杜绝了显卡的隐患，然后就可以开始批量生产。 持续可靠性测试对于国内销售的至尊版显卡，因为预设大幅度超频，为保证这些针对DIY发烧玩家的高频产品处于一个高水准质量，必须每片都经过高温箱(45)测试，采用3DMark等高负载软件连续运行煲机测试，保证显卡在高频下的稳定性。上述QE验证尽管也包含了风扇的测试，但是从返修部分统计得出的数据：显卡故障主要集中在花屏、运行不稳定等表现上，其中还有少部分投诉集中在风扇噪音太大的问题上。而这些故障70%的原因和散热系统有着直接或间接的关系，因为散热不畅，导致芯片过热而不稳定或损坏。纵使拥有完美的测试流程把关，但实际操作中不可能针对每一片显卡都做测试，尤其是出货数量巨大的中低端产品。标准化生产流程可以保证显卡本体的品质处于较高的同一水平上，但是散热风扇需要使用各家供应商的产品，存在个体差异的几率相对更高，所以散热系统的好坏是显卡主要的故障原因。风扇故障主要有两大部分成因，第一是因为使用环境较差，灰尘堆积导致风扇停转，聚集的大量热量损坏显卡;第二是灰尘进入风扇轴承，令显卡转速降低，启动噪音巨大，较低的转速不足于满足显卡的散热需求，长年累月使用后显卡损坏。针对第一种情况，索泰在显卡BIOS植入监控模块，当显卡温度过高时，会降低显卡的运行频率，如果用户能直观的感受到游戏帧速降低，可以马上检查显卡的散热风扇，清理堆积的灰尘后恢复显卡应有的性能，避免了显卡因为高温而造成硬件损坏。第二种情况需要硬成本的投入，索泰采取的方案是使用滚珠轴承风扇，滚珠轴承采用全封闭结构，具有极高的防尘能力，同时寿命长达70000小时，远远超过三年质保期限，风扇质量一直是显卡质保的短板，只要解决好这个短板，那么三年质保期间内的返修几率就会大大的降低。如此一来，在生产端加强品控，做好充分的检验和测试，就能大幅度降低产品产生故障的几率，避免用户返修产品造成使用不便，同时为厂商承诺三年质保而降低不必要的保修成本。显卡领域是公认的发展最快速的领域，显示核心几乎每六个月就要更新换代，核心内部晶体管的集成度已经高于处理器，处理能力也可媲美目前主流的处理器。一直以来，对于显卡产品人们最关注的莫过于性能、价格、做工和品牌这几大方面，国内不少DIY用户均以产品性价比（产品性能价格比值）作为购买的最终依据。其实，在产品同质化严重的今天，另一个产品的发展方向已悄悄升温绿色制造，也就是我们常说的无铅生产。蓝宝科技是在绿色制造领域行动比较早的企业，旗下的蓝宝石显卡产品在市场中有着不错的口碑。环保产品生产线铅、水银、镉、六价铬等是工业生产中常见但对人体和环境危害较大的重金属，很多国家和地区已经开始在工业生产中订立标准以限制此类物料的使用。据了解，ROHS规范（欧盟第2002/95/EC号指令）自2003年2月13日起成为欧盟范围内的正式法律。根据ROHS规范，自2006年7月1日起，所有在欧盟市场上出售的电子电气设备必须禁止使用铅、水银、镉、六价铬等重金属，以及聚溴二苯醚（PBDE）和聚溴联苯（PBB）等阴燃剂。蓝宝科技作为ATi全球的核心或者伙伴，也是A系列高端显卡主要的供应商，利用自身强大的研发力量和高新设备，率先达标ROHS规范，也是国内首家拥有符合ROHS规范生产线的显卡厂商。众多价值不菲的环保生产设备在蓝宝石显卡生产基地里，我们已经可以看到显卡产品生产线上已挂起标有“环保生产线”字样的铭牌，表示该条生产线专为生产环保产品而设。在整个生产过程中，铅、水银等有害物质均被严格禁止使用，实现真正的绿色制造。环保显卡产品组装生产线由于采用了环保物料进行生产和加工，生产工人的工作环境和人身健康得到了最大的保障，工厂的生产线和厂房也通过了ISO 9001/ISO 14001/OHSAS 18001等国际认证，表明蓝宝石生产基地拥有十分良好的产品生产能力和人文环境。为此，蓝宝科技还获得了“绿色企业”的称号。环保产品研发及监控部门对于环保生产，蓝宝科技十分重视，专门设有相关部门进行研发及监控。在环保产品的监控部门里，我们可以了解到相关环境管理物质的具体范围，如下表。下表的物质是对环境和人体造成损害的物质。因此在各种物料中必须禁止使用或者是按照指标来控制。环境管理物质一览表物质名称重金属镉以及镉化合物铅以及铅化合物汞以及汞化合物六价铬化合物有机氯化合物多氯联苯（PCB）多氯化萘（PCN）氯代烷烃（CP）灭蚁灵（Mirex）其它有机氯化合物有机溴化合物多溴联苯（PBB）多溴二苯醚（PBDE）四溴双酚-A-双-（2,3-二溴丙醚）（TBBP-A-bis）其它有机溴化合物有机锡化合物（三丁基锡化合物、三苯基锡化合物）石棉偶氮化合物甲醛聚氯乙烯（PVC）以及聚氯乙烯混合物另外，蓝宝石显卡的生产部门还对供应商的供应的物料进行严格的控制，主要的措施如下： 新元件必须要求供应商提供元件的使用材料和环保鉴定合格证。PE将检验报告或物料成分报告附于相关元件的SPEC上，供IQC来料检查。通常这些合格证是由一些国际认可的机构去验证，如：SGS。要求供应商定期交测试合格的证明，以证明供应商生产时使用材料符合环保要求，如果IQC有测试设备则由IQC对来料进行抽样检验。值得一提的是，蓝宝石显卡生产部门还专门设立了产品可靠性实验室，具备比ATi检验标准更高的要求，所以，经检验合格出厂的产品均100%符合ATi检验标准。这是蓝宝石显卡比起其它无条件实现类似检测流程的产品的优势所在，当然，也是成本增加的地方。要知道，一套可靠性检测设备的购买费用就需几千万人民币，而检测成本也不是一般的厂商可以承受的，但是带给消费者的却是更多的保障，产品返修的几率更低了，这就是一个厂商应该走的良性发展之路。产品可靠性实验室环保产品测试位上图就是专门针对环保产品所设立的测试实验室一角，产品在那里将会通过有害物质的含量检测和简单的性能检测，图中的机器正在进行实际的游戏测试项目。工人在进行产品的可靠性测试产品老化测试仪器在产品可靠性实验室里面，我们可以看到诸如极限温度冲击、高低温/湿度试验、5年寿命加速测试、高温测试、环保测试（测试产品中六种有害元素含量是否达标）、切片制作及检查（用于测试产品的焊点是否饱满。避免虚焊或空焊情况出现）等测试项目。当产品完全通过了这些测试项目后，那么就表明该产品具有很高的可靠性了。产品外