從Kingmax相關產品透視TF卡物理架構!

    毫無疑問，我們需要容納的東西在一天天的擴張，對於手機以及便攜數碼設備更是如此。今天我們以Kingmax的microSDHC 4GB產品為例，解構一下這類產品的物理架構。

製程技術

    晶圓的製造是整個電子資訊產業中最上游的部份，晶圓產業的發展優劣，直接影響半導體工業，晶圓的原始材料是硅，二氧化硅礦石經由電弧爐提煉，鹽酸氯化，並經蒸餾後，製成高純度多晶硅，其純度高達0.99999999999。晶圓製造廠再將此多晶硅融解，再於融液內摻入一小粒的硅晶體晶種，然後將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，再經過研磨、拋光、切片後，即成為了集成電路的基本原料----硅晶圓片，即我們所稱的晶圓。
 
    在IC製造過程中，通常被分為前、後工序，晶圓光刻的工藝(即所謂的流片)，被稱為前工序，指用光技術在晶圓上刻蝕電路，通常由晶圓廠商來完成此工序，這是IC製造的最要害技術；晶圓流片後,其切割、封裝等工序則被稱為後工序。而影響單位晶圓容量以至成品儲存設備容量的因素中，製程技術首當其衝。所謂製程，代表了做工能達到的精密程度，即IC生產工藝可達到的最小導線寬度，是IC工藝先進水平的主要指標。也就是說線寬越小，集成度就高，在單位面積的晶圓片上就集成更多的電路單元，從而提高產品的儲存容量。

    目前三星半導體擁有的全球最小的63納米製程技術，該製程下生產出的4Gbit的晶圓可以擁有更小的體積以便對應未來儲存卡高容量設計的需求。而1Byte＝8bit，此次4GB的microSDHC卡正是採用了8顆厚度僅25微米的4G bit晶圓堆疊而成。而隨著未來製程技術的發展，50nm（16Gb）、40nm（32Gb）也將漸漸走進我們的視野。有了先進的製程技術作後盾，儲存卡廠商也將會為我們帶來更大容量上的突破。

晶圓堆疊

    生活節奏的日益加快，人們日常處理的信息也越來越多，大容量儲存設備的需求無形當中促進了電子技術推陳出新的頻率提升。在晶圓擴容技術上的革新，新一代的閃存晶圓堆疊技術應運而生，於是生產大容量微型儲存卡（如microSD等）成為可能。採用堆疊技術，可以在一張儲存卡上至少放置兩個個以上的閃存芯片。拿Kingmax來舉例，部分儲存卡廠商已經可以達到8層的堆疊。也就是說，沒有堆疊技術的普通卡片最大容量只能達到單個4G bit的標準，即512MB，而採用堆疊技術（目前最多8層）的卡片最大容量可達其八倍，即4GB。

 八層堆疊結構示意圖

 堆疊微觀視圖

    近期，Kingmax還將推出採用8G bit的晶圓和9層堆疊技術製成的8GB的microSD儲存卡。從下面的示意圖即可看到，9層堆疊技術實際上是用8層晶圓加上1層控制器實現的。

 九層堆疊結構示意圖

PIP封裝

    在眾多封裝技術中，PIP封裝技術Kingmax研發出的小型儲存卡的獨有封裝技術。該技術整合了PCB基板組裝及半導體封裝製作流程，將小型儲存卡所需要的零部件（控制器、閃存晶圓、基板、被動元件等）直接封裝而形成完整的閃存儲存卡成品。

    不同於普通封裝方式，PIP的封裝技術丟棄了上下兩層的塑料卡外殼，而採用了成型的化合物與所有零部件一體整合，減小體積的同時還杜絕了造假換水的行為，具有不可重組性，從圖中可以清楚得看出兩者的區別。

    儲存領域不僅與人們過度膨脹的信息生活息息相關，同時還代表著電子產業鏈中最上游的部分科研技術，管中窺豹，我們由此可見大概MiocroSD卡的部分結構內容。