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[游戏资讯] 为什么盗版FC卡带上总有一个“牛屎芯片”黑疙瘩?

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2021-3-1 23:52
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2021-2-5 00:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

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       我们还没有见过那种只有 10 个非存储芯片的超级小型计算机,或是不断更新的显示器。但是在接下来的三年里,这些都将变成现实。那时人们如果看到现在的我们在仍在 640×200 的模式下工作,一定搞不懂我们在干什么。
    ——Bill Gates 《PC World》 1986

      对于无数小伙伴来说,FC 红白机都是开启自己游戏生涯第一扇门的钥匙,在上面挑战“一命通关”《魂斗罗》、帮助马力欧大叔营救公主、亦或是与小伙伴一起《坦克大战》,都成为了我们童年最深刻的记忆。

      然而面对正版红白机与卡带高昂的售价,80、90 后的我们,绝大多数人的家庭条件都不允许支持我们游玩正版 FC 红白机。
      因此山寨 FC 主机在当时的国内遍地开花,成为了我们游戏生涯真正的引路人。

      但即使盗版游戏卡带价格低廉,却也没有低到可以实现小玩家们“卡带自由”的程度。我们许多人都只能攒上一两个月零花钱,才能够去小卖铺淘到一张精挑细选的卡带回家。
      为了进一步降低卡带的成本与价格,有些地方甚至干脆出售没有外壳的“裸卡”,这些卡带里的内容无人知晓,只有将其买回家验货才能够得知其游戏内容的好坏。
      这或许是中国最早的“盲盒”或“赌石”玩法。运气好的,可以用极为低廉的价格购得精品游戏,运气不好的则只能买到“64 合一”、“100 合一”等充斥着电子垃圾的欺诈品。

      就像是集换式卡牌开包有“摸闪”、盲盒听声辨物、赌石看形状颜色、手游抽卡一大堆玄学经验一样,在“电子垃圾堆”中海淘一张精品游戏卡带,同样有其玄学。
      不知道有没有细心的朋友注意过,当我们拆开小霸王等盗版 FC 游戏卡带后,出现在眼前的并非是一块如今常见的、规划整齐的、由集成芯片矩形方阵组成的电路板。而是在近乎空无一物的电路板上,突兀地出现一坨圆形、甚至连圆形都称不上的“黑疙瘩”。
      这个“黑疙瘩”由于其丑陋的外表,被人们亲切地称作为“牛屎”。

      它就像是抗战时期的独一撅、单打一等土制兵器,用着不讲规则不讲道理的方式,起到了和普通集成芯片电路板相同的作用,承载了我们游玩、存档、读取等全部功能。
      于是乎,有许多小玩家们,就通过“裸卡”上“牛屎”的大小来判断其游戏内容的好坏。
      然而这个被称作“牛屎”的“黑疙瘩”究竟是什么呢?难道是什么民间黑科技吗?其大小真的与游戏内容多少有直接联系吗?
      要解释这件事,我们首先还要了解一下半导体集成电路芯片制作当中,一个相当重要工艺——芯片封装。
    芯片封装
      首先什么是封装?
      所谓封装就是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,这些外壳起着安放、固定、密封、保护芯片以及增强散热性能等多种作用,是半导体集成电路芯片必不可少的组成部分。
      封装同时还起着沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁作用。因此芯片封装又分为“内部封装”与“外部封装”两个步骤。

      工厂先将芯片上的接点,用导线连接到封装外壳的载板上,这一步叫做“内部封装”。再通过载板上的引线与其他器件或电路板建立连接,这被称作“外部封装”。
      可以看出,我们的芯片并非是直接连接在电路板上的,而是通过“内部封装”将芯片先连接到作为桥梁的“载板/芯片基座”上,再通过“外部封装”将“载板/芯片基座”连接至电路板,以起到进一步保护芯片的作用。
      这其中最常见的“内部封装”工艺,被称作“覆晶封装”。也就是将芯片正面(含有黏着垫的那一面)朝下,直接粘接在载板上。比较高级的芯片都是使用这种封装方式,例如我们电脑里的配件。

      而“外部封装”根据他们外观的不同、引脚数量、间距、大小形状的不同,拥有不同的名字,数量约有上百种。比如我们最常见的好如蜈蚣一般、有多个“L 型”引脚的 SOP 封装,其派生物也有近十种。
      又比如 CPU 常用的两种封装方式:PGA 插针网格式(又名针格阵列)以及 BGA 球栅阵列式(又名球格阵列)。

      针格阵列的封装形式在芯片内外有多个方阵型插针,CPU 可以很容易地、轻松地插入插座中,并且绝对不存在接触不良的问题,插拔操作更方便,可靠性更高。
      球格阵列的封装外部是一颗颗球体,该封装方式不仅提高了芯片成品率还能够减少信号传输延迟,使芯片适应频率大大提高。

      可见“外部封装”绝对并非只影响外观,同时也影响着芯片的性能与寿命。
      那我们今天的主角“牛屎”又是什么样的呢?
    牛屎芯片
      牛屎芯片又被称作邦定芯片(Bonding)、软封装芯片。其最大的特点就是,在“内部封装”这一步骤时,并非将芯片先连接到起桥梁作用的“载板”上,而是将芯片正面朝上,用引线将芯片与电路板上的导线架直接连接。

      这种封装方式被称作邦定,也叫作芯片打线。
      直接连接到导线架上的芯片,由于没有载板或基座的保护会显得异常脆弱。为此制作人员将可融化的、具有一定保护能力的热胶(树脂),融化后覆盖在连好金线的芯片上。而这些热胶最终就成为了我们所见到的“黑疙瘩”。
      那么为什么当初我们在国产小霸王的一类的盗版卡带上所见到的,都是这种“牛屎芯片”呢?

      其实道理很简单,就是便宜。
      这一点非常好理解,根据上一段中“芯片封装”内外两个步骤可以得知,一个完整的封装工序,本质上是在给芯片与电路板之间“造桥”。而“牛屎芯片”则直接省去了造桥的费用,将芯片带去与电路板面对面接触。这个黑色溶胶的“外封装”,也并没有起到上文中“外封装”的作用,而仅仅是一道墙、一个蚊帐。
      可见“牛屎芯片”的封装,实际上并没有真正的封装,因此也有人称其为“裸芯”。
      这种芯片不仅体积要比一般的芯片小很多,成本也只有一般芯片的二分之一甚至三分之一,因此非常适合追求最大利益的盗版厂商进行量产。

      但是其缺点也是显而易见的。
      一是其覆盖的有机材料容易在受热受潮受冷受冻,总之各种情况下导致接触不良、密封性变差等问题。
      二是由于芯片直接与电路板连接,其对潮湿、静电等问题的抵抗能力也较差,老化速度过快。
      三是因为其生猛直接的连接方式,导致其几乎无法拆解,维修难度极高。

      因此,这种“一次性”的特点让“牛屎芯片”自打被发明出来后,就一直被运用于那些“低层次电子产品”中,也就是那些便宜到用坏了你可以直接丢掉买新的,而不是选择去维修的产品里。
      如此一来,大家就明白为什么我们童年时期的小霸王等盗版 FC 卡带都采用这种芯片了吧。
      不过事实上,“牛屎芯片”其实并非是盗版卡带专属的。
      在 FC 末期,为了降低成本面对低消费市场,一些非任天堂制作的,例如 NAMCOT 等公司制作的正版卡带里同样出现了“牛屎芯片”,例如《三国志II 覇王の大陸》,可见电子游戏逐渐破圈逐渐下沉的发展趋势。
    尾声
      回到开头的那个问题,卡带上的“牛屎”大小真的与游戏内容多少有关系吗?
      对于正版厂商来说,由于他们会尽量将同一款游戏的每张卡带上溶胶的大小做得接近,所以某种程度上是有的,这代表了其芯片的大小与规格。然而对于生产盗版卡带的厂家来说,“牛屎”的大小或许不过只是手多抖一下少抖一下的结果罢了,可谓是真正的玄学。
      话说回来,其实就算是如今,我们依然能够在一些电子产品中意外地发现“牛屎芯片”的存在。尤其是当拆开自己高价钱买回来的“黑科技”,却发现其电路板上一坨一坨的黑疙瘩时,也颇有一种“高科技低生活”的落差感。
      文:Akizuki

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