Записки российского инженера

Напишу,  в силу компетенции, по вопросу вскрытия самописца с Су-24М, сбитого Турцией.

Тут небольшой спор в твиттере.

Компетенция моя распространяется на знания в области микроэлектроники, а не на монтаж и разработку самописцев. А еще компетенция распространяется на некоторое знание реального состояния дел в микроэлектронике.

В этой статейке http://guardia-rojo.livejournal.com/23036.html много эмоций и совсем мало конкретики, но мы пройдемся именно по ней. Давайте по цитатам:

Судя по всему, черный ящик сбитого СУ-24 – разработка последних лет, что поначалу порадовало.

Судя по чему? «Последних лет» это 5? 10? 1?. Ну, возможно, судя по этому:

Теперь используют твердотельные элементы запоминающих устройств – так называемые чипы памяти. И не просто памяти, а энергонезависимой памяти типа FLASH. То есть, при снятии напряжения питания записанная информация в них не теряется, и при необходимости может быть считана когда угодно. Возможно (я бы так сделал) используют два идентичных банка памяти для резервирования. Каждая микросхема имеет определенную емкость, то есть, позволяет запихнуть в себя какой-то объем  данных. Если этой емкости мало – несколько таких микросхем ставят параллельно. Для корректной работы с этой памятью используются микросхемы контроллеров, которые собственно и подключаются к внешнему интерфейсу – цифровой и аналоговой шинам данных самолета.

Если участь, что ячейку памяти Flash с плавающим затвором начали нормально делать уже в 1997 году, то может быть очень давно. Но всё-равно запомните эту цитату, она отражает действительность. Дальше опять эмоции:

Следом за эти первым ЭТО ЧТО ЗА … следует – БЛ…, ДА НЕ МОЖЕТ БЫТЬ!!! Но потом – рассеянно-обнадеживающее: Может это осколок пробил корпус ящика и разломал платы и микросхемы???? А ну-ка ну-ка, покажите-ка дно корпуса … объектив камеры на секунду заглядывает внутрь ящика … не, ничего такого, ни вмятины!

Кратко охарактеризую вот эту дыру «нивмятиной»:

Т.е. вы поняли, да? В реальности дно корпуса самописца не показали, причем совершенно зря, но нивмятина там такая, как у портовой шлюхи. Причем ИМ (интегральные микросхемы) на печатной плате прикреплены к вынимаемому блоку и висят лицом прямо перед нивмятиной, такой же огромной, как наблюдательность автора ЖЖ.

Самописец представляет собой 3 контейнера вложенных друг в друга, между которыми пространство залито негорючим демпферным составом. Единственный нормальный ракурс внутреннего контейнера, который я нашел, вот он:

Со стороны пробоины там как раз видны какие-то повреждения, то ли загнутый металл, то ли еще что-то. Вообщем если есть нормальные фото внутреннего контейнера, покажите.

Далее идет что-то совсем неконструктивное, типа вот этого:

Да, господа! Ликбез вышел отменный!!! Мир замер в трепете и офигевании от надежности рыночных постсоветских разработок в области отечественной радиоэлектроники.

Причем тут отечественная постсоветская радиоэлектроника я не знаю, т.к. flash-памяти в России не выпускает никто. Наверное, дело в ее отсутствии.  Был спор с одним недоумком из камментов в твиттере, который утверждал что Flash-память заводы делают, но только для военных нужд. Просил дать ссылки, обозвал меня либерастом и ничего не дал.

Зато дал ссылку (единственную) камрад 50Megatonn, вот эту: http://milandr.ru/index.php?mact=Products,cntnt01,default,0&cntnt01hierarchyid=18&cntnt01returnid=67

На Миландре действительно делают аж 2 вида flash-памяти, на 16 и на 8 Мбит (бгг). Только вот делают они не сами. Миландр работает по fabless. Т.е. разрабатывает сам, а делает за рубежом. Можете почитать длинное интервью Павлюка, например.

Есть 2 основных проблемы выпуска flash-памяти в РФ:

1. Отсутствие производственной линейки менее 90 нм.

2. Отсутствие производственной линейки, способной создавать транзисторы с плавающим поликремниевым затвором:

Микрон когда-то купил линейку flash и в следующем году могут быть новости по этому направлению, но пока вот так.

3. Отсутствие пластиковой корпусировки для любых микросхем вообще.

По поводу пластика мне прислали ссылку, которую я уже видел и знатно с нее посмеялся:

http://www.gsnanotech.ru

Я только один скриншот подвешу с цитатой Нанотолика, чтобы понятно было:

Я вот даже не знаю, можно ли столь беззастенчиво врать, ведь есть закон о рекламе?

Едем дальше:

Видите на снимке одну неповрежденную микросхему розоватого цвета? Это – микросхема советского ВПК. В т.н. планарном корпусе, изготовленного из особого сорта керамики. Выводы и металлические элементы корпуса этой микросхемы покрыты тонким слоем золота (привет рыночным золотодобытчикам), что обеспечивает антикоррозийные свойства и скин-эффект.

Особый, блять, вид керамики, ох. Откуда он взял, что она не повреждена, я х.з., но вот каммент нормального человека:

А давайте попробуем сломать пальцами керамический корпус? У вас его нет? Не беда, он есть у меня, даже несколько «особых» видов, черненькие и розовенькие:

Честно скажу, сломать легко, даже при толщине в 3 мм. обратите внимание на толщину в посадочной яме, там 1 мм.

Короче, разбор нытья и рефлексирования того ЖыЖыста мне надоел, т.к. кроме нытья там есть только одна действительно полезная цитата, на которую я обращал внимание, она вторая по счету.

Дальше мои выводы:

1. Я не специалист по безопасности самописцев, но я разглядел огромную дыру в корпусе, чьи обломки смяли печатную плату и разрушили ЭКБ. Возможно, заполнение каким-либо гелем внутреннего контейнера спасло бы микроэлектронику, я не знаю.

2. Я не знаю, как часто выживают самописцы на боевых бортах. Может 9 из 10, а это был как раз один из тех, кому не повезло. А может и наоборот выживает 1 из 10.

3. Касаемо применяемой твердотельной электроники: единственно возможная мера, при таких объемах корпуса самописца и объемах информации.

4. Касаемо корпуса для электроники: керамический на самом деле гораздо более надежный, чем тонкий пластик. Кроме всего прочего, кристалл сверху закрыт металлической пластиной.

5. В России не делают свою Flash-память, поэтому спекулировать на тему «вставили какое-то российское говно» невозможно.

Вердикт: скорее всего просто удешевили конструкцию, закупив китайскую память. Особенно актуально,  если выяснится, что самописец родом из начала 00-х.

День на работе всегда начинается одинаково. Я прихожу в лабораторию и с напускной радостью восклицаю «Привет мои маленькие кремниевые друзья!». Самые тупые микросхемы радостно обступают меня, еще не догадываясь о своей участи. Те, что поумнее, где памяти побольше, помнят что вчера сталось с их сестренками и братишками, поэтому лежат не двигаясь, умоляя своего Бога АЛУ о снисхождении. Они все разные: самые радостные и глупые в своей прямолинейности — диоды; самые умные — микропроцессоры, самые красивые — космические микросхемки разного функционала с металлическими блестящими крышками и керамическими бочками. Всех их объединяют два обстоятельства. Во-первых,  ко мне на стол они попали не по своей воле. А во-вторых, мне от каждой из них, даже от самой маленькой и беззащитной, нужны обнаженные внутренности.

Их внутренности — это то, чем я живу, чем духовно питаюсь, жадно разглядывая каждый узелок топологии через окуляры микроскопа. О нет, мне не надоедает. Мы придумали очень много изощренных и интересных пыток. Некоторым микросхемам везет, их сразу окунают в кипящую концентрированную серную кислоту, где с них слезает пластиковая кожа. Эти мучаются не долго, вероятно вспоминая перед смертью свою недолгую жизнь и ускоглазую маму-фабрику. Ведь жизнь каждой из них могла бы сложится иначе: с фабрики их привезли бы в сборочный цех, где на удобном посадочном месте печатной платы их засунут в космический спутник и запустят бороздить просторы орбиты, наблюдая за жалкими людишками сверху.

Но обычно происходит так: с их живота снимают часть пластиковой кожи, обнажая внутренности, оставляя микросхему живой. Потом к ней подводят напряжение, провоцируют КЗ или статический пробой. КЗ — относительно безболезненный вариант, статический пробой выплескивает на поверхность кристалла внутренности. Во время пытки электричеством за состоянием пациента наблюдает недремлющее око ИК-микроскопа, ловящего мельчайшие изменения теплового фона.

Для красавцев с керамической кожей и металлическим панцирем-теплоотводом применяется пытка в виде нагревания тепловым феном до 450 градусов или резка по-живому при помощи металлической выскооборотистой микрофрезы.

Есть самый неудачливый вид подопытных. Их даже не хоронят по-человечески, а продолжают истязать труп, снимая слой за слоем, слой за слоем, пока не доберутся до самого конца — до позвоночника-подложки. Тут вход идет уже другой изощренный инструментарий: пытки ионно-плазменным реактивным травлением, когда внутренности начинают бомбардировать ионами различных газов в плазме, сдирая с поверхности кристалла защитный слой двуокиси кремния; пытки химико-механической планаризацией, когда все более тонкой шлифовальной бумагой с кристалла сдирают скелет в виде металлических проводников.

Это издевательство над трупами микросхем длиться вечность, ведь нужно не только вскрыть слой за слоем, но и подробно сфотографировать каждую мельчайшую деталь, смакуя подробности.

За всем этим ужасом и кремниевым страданием кроется красивый термин «Разрушающий контроль». Мы, палачи, утешаем себя мыслями, что делаем это во благо. Ведь диагностируя недостатки отдельно взятой микросхемки мы можем повысить рождаемость целого выводка таких же братишек и сестренок. Мы же не виноваты, что на 1000 диагностируемых попадается 1 дефектный, правда?

П.С.

Фото взяты отсюда и отсюда. Свои не выкладываю по известным причинам.

После диверсии режЫма у меня улетела нехилая по объему и интересности статья, которую я вытащил из кэша гугла. Кэш яндекса не помог. Мои патриотические чувства под ударом. Собсна, спасенная статья, исправленная и дополненная:

Хочу поделится с вами своим безудержным желанием прикоснуться к знаниям о будущем микроэлектроники. Буду писать предельно просто, чтобы не огорчать вас длинными портянками с мутными для вас терминами. Поэтому специалисты от микроэлектроники могут проходить мимо, пост не для них.

Как я уже говорил, эпоха технологии «медная металлизация на кремнии» закончится на 10 нм. Это обусловлено диффузионными процессами и электромиграцией ионов меди туда, куда мигрировать не следует. Для предотвращения электромиграции и других диффузионных процессов применяются сверхтонкие диффузионно-барьерные слои, но они тоже имеют ограниченную толщину.

Перед основной темой, для ликвидации вашей безграмотности, я проведу небольшой экскурс на тему «Вехи развития технологии построения кристалла микросхемы»:

(далее…)

Пока вы по подъездам каки пинаете, «энтузиасты» из Чипворкс разобрали процессор с топологической нормой 14 нм.

Intel’s 14-nm Parts are Finally Here!

Earlier last week, a couple of laptops arrived from Japan using the Core M version of Intel’s Broadwell processor. Straight into the lab, and within a few hours the first sight of the die structure, confirming that it is indeed the 14-nm technology.

Для тех, кто совсем не в теме, поясняю: 14 нм — это 140 атомов водорода в ряд, если бы водород имел кристаллическую решетку. Постоянная решетки водорода 1 ангстрем. 10 ангстрем — 1 нм.

Для тех кто в теме про размерность, поясню по-сути: «энтузиасты» из Сhipworks занимаются тем, что разбирают на составные части электронные компоненты за деньги. А для рекламы они разбирают то, что им позволяет та или иная фирма. В данном случае они продемонстрировали технологию intelовского микропроцессора из 13-ти слоев металлизации с топологической нормой 14 нм.

Для таких демонстраций у них в лаборатории есть огромная куча оборудования, в т.ч. дорогущая FIB-станция со STEM детектором. Дорогущая, это имеется ввиду десяток двух- или трехкомнатных квартир в каком-нибудь Перово в Москве.

Почему «энтузиасты» в кавычках? Потому что я не верю, что можно отстроить лабораторию с оборудованием на десятки миллионов долларов и разбирать чипы за деньги. Это никогда не окупится. Это профессионалы, которые подрабатывают, а реальные их дела мы никогда не узнаем.

Что я хочу сказать по этому поводу, друзья? Хочу сделать несколько заявлений:

(далее…)

Еще раз здравствуйте. Сегодня я познакомлю вас с миром микроэлектроники. Не забудьте почитать вводную!

Первое изображение:

Поверхность кристалла микросхемы

На фото участок поверхности микросхемы. Слева внизу широкие шины питания, чуть выше и левее узкие шины металлизации. Ярко горят вольфрамовые переходные контакты. Если приглядитесь, то увидите, что они цилиндрической формы. Я это утверждение докажу следующей фотографией. В левом верхнем углу целый прямоугольный массив переходных контактов. Такие массивы присущи только широким шинам.

Второе изображение:

Разрушенный кристалл микросхемы

Тут уже участок микросхемы повернут к зрителю под углом 45 гр. Поэтому шины металлизации приобрели объем. Приобрели объем и вольфрамовые контакты — теперь невооруженным взглядом видно, что они цилиндрической формы. Возможно вас интересует, почему контакты так ярко светятся, в отличии от шин и межслойного диэлектрика. Дело в том, что чем выше атомарный номер элемента, тем ярче он будет выглядеть в электронном микроскопе. Основные химические элементы современных кристаллов — алюминий (в качестве проводника), диоксид кремния и кремний (в качестве межслойного диэлектрика и подложки) и вольфрам (в качестве перходных контактов). В сравнении с алюминием и кремнием (13 и 14) вольфрам имеет атомарный номер 74, отсюда и разница в яркости. Почему подобный эффект наблюдается я напишу по просьбе в комментариях.

Третье изображение:

Микросхема в разрезе

Собственно участок кристалла микросхемы. Мы видим 5 слоев металлизации, переходные контакты и активный слой микросхемы. Шины металлизации проходят вдоль (2 и 4 слои) и поперек (1, 3 и 5 слои).

Четвертое изображение:

Шина металлизации в разрезе

Под сильно увеличенной шиной находится тонкий барьерный слой толщиной 60 нм.

Пятое изображение:

Участок непланарного кристалла микросхемы

На этом участке, кроме шин металлизации, которые наползают друг на друга словно гусеницы, высадились какие-то кристаллы. Их состав мне не известен, но получилось красиво.

Шестое изображение

Рассада

Кристаллы неизвестной соли на кристалле известной микросхемы.

Седьмое изображение:

Рассада 2

Восьмое изображение:

Эпилептический ковер

Годится для обоев на рабочий стол.

На сегодня все, дорогие друзья. В следующий раз я познакомлю вас с микробиологией. Точнее с биологией в гигантских масштабах.