|
双面封装与堆叠封装三维存储芯片技术解析
在电路逻辑类型确定之后，闪存的存储密度指标也就固定了。不过闪存所能达到的最高容量还与随后进行的芯片制造与封装技术有莫大的关系。为了实现尽可能高的容量，各个闪存芯片的生产厂商积极开发新的制造和封装技术。在制造方面，线宽更短的先进工艺为大势所趋，立体结构的3D芯片也是大幅度提高容量的法宝。而在封装方面，双面封装乃至芯片堆叠封装技术将成为今后的主流。
三维存储芯片技术
相比制造工艺的稳步升级，向空间扩展的三维存储技术看起来更加疯狂。我们知道，现有各种半导体芯片都采用平面的结构，硅芯片上只有一个功能完整的电路，要提高容量就得扩大晶体管规模，芯片面积增大，成本上扬。Reveo的设计其实非常简单：在现有逻辑电路层的基础上再加多层同样的电路，芯片容量即可翻倍。Reveo表示，只要高度允许，闪存厂商可以轻易制造出含1000层逻辑电路的闪存，并将它们整体封装为一枚单芯片，在当前技术条件下即可获得1TB海量的超级闪存。该方案最大的优点在于廉价实现，现在的0.13、0.11微米工艺均可适用，企业无需花费巨资建设新工厂或者提升工艺水平，制造大容量闪存的成本只有常规模式的10%，将其快速推入主流市场完全可行。如果3D存储技术得到应用，同样能够明显降低大容量闪存的制造成本，对那些不愿花费巨资转换工艺的闪存厂商尤其具有实用价值。
双面封装与堆叠封装
倘若单枚芯片无法提供足够的容量，厂商还可以通过双面封装或堆叠封装技术来制造出更大的闪存卡。如在一个封装中整合双枚芯片，容量自然提高了一倍。这种做法目前颇为流行，市面上的大容量闪存卡产品有相当的比例属于该体系。
Kingmax公司研发的PIP封装技术是双面封装的代表，PIP将半导体芯片封装与PCB基板组装流程结合起来。传统的存储卡一般为四层结构，从上到下分别为顶盖、写保护开关、PCB电路板和底盖，闪存芯片就直接焊接在PCB电路板的正面。PIP封装对此作了改良，它在PCB电路板的正反面都集成了未封装的闪存颗粒，然后对其作整体式封装，这样闪存卡中的闪存芯片数量就提高一倍，容量当然随之跃升。
堆叠封装的代表厂商是日本东芝公司，芯片堆叠封装与PIP封装有异曲同工之妙，但实现方式二者完全不同。所谓堆叠是指将从晶圆中切割出来的闪存颗粒叠放在一起，然后作整体封装。从外表来看，它只是一枚普通的单芯片，但其内部却拥有两颗甚至更多的闪存颗粒，实现大容量自然没什么问题。芯片堆叠封装有点3D存储的意味，但我们要明确其堆叠的对象是切割完毕的闪存颗粒，而前面介绍的Reveo 3D存储技术则是将逻辑电路进行堆叠，当它从晶圆上切割出来之后即已拥有超大容量，并不需要再次进行堆叠封装。
我们完全不必再担忧闪存容量瓶颈的问题，现在来看是太富余了，厂商应该将重点放在尽快降低主流容量产品的制造成本上面。
|