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拆解三星PCM手机:相变存储器前景未知

时间:05-10 来源:互联网 点击:
拆解与分析咨询公司Chipworks最近为寻找PCM(相变存储器)芯片拆解了一些三星GT-E2550 GSM手机。这些手机在美国购得,原本应该销往欧亚市场。

Chipworks公司的Rajest Krishnamurthy在其技术博客上说他们在部分手机中发现了采用65纳米工艺制程、多芯片封装的512M PCM芯片。

PCM有潜力替代非易失性(Non-Volatile)闪存技术,这些三星GSM手机所采用的三星产PCM芯片是该技术目前已知的唯一商品化应用。由于闪存生产不断扩张,以及PCM缺少实际运用,PCM的发展已经遭到怀疑。

Chipworks 的博文中写道:“几部GT-E2550手机的主PCB板上有一块多芯片封装(MCP)的NOR闪存芯片,封装标示为K5N1229ACD。不过出乎我们意料的是,有些同品牌、同标识手机的PCB板采用了PCM MCP芯片,单元封装标识为K571229ACM。而其它NOR闪存封装标示为K5N122ACD。”

这一发现印证了UBM Techinsights于2010年12月发布的报告(参阅电子工程专辑报道:UBM最新拆解:神秘手机惊现PCM)。

现已被美光收购的Numonyx公司曾在2008年推出过一款90纳米制程128M容量的PCM芯片。该产品在2010年4月加入Omneo并行、串行访问存储器产品线。但Numonyx从未宣布过任何设计选择或量产消息。Numonyx也曾表示将要开发45纳米工艺的1G PCM芯片,预计在2010年发布,但随后没有任何关于出样或量产的消息。

Chipworks拆解了一些三星GT-E2550手机,和预想的一样,所有这些手机都有相同的主PCB板。部分GT-E2550手机的主PCB板上有一块MCP封装的NOR闪存芯片,封装标示为K5N1229ACD。但出乎意料的是部分同型号手机却采用了MCP封装的PCM存储芯片,标示为 K571229ACM,其它手机则采用K5N122ACD闪存芯片。


图1.三星GT-E2550手机

图2是来自两部三星GT-E2550手机的主电路板照片,分别采用NOR闪存和PCM MCP芯片。图中的NOR闪存和PCM MCP芯片都采用56球FBGA封装,尺寸同为9.2 mm(长)x 8.2 mm(宽) x 1.1 mm(高)。56球也采用相同的结合方式置于底部。如图3所示。


图2.来自两部三星GT-E2550手机的主电路板照片。上方采用NAND芯片,下方采用PCM芯片


图3.K5N1229ACD NOR闪存封装底部(左),K571229ACM PCM封装底部(右)

图4展示了K5N1229ACD NOR闪存与K571229ACM PCM芯片封装的X光侧视图。图片显示出两块芯片朝向不同的方向。拆开之后我们发现PCM MCP芯片由一块512M PCM裸片与一块128M UTRAM(8Mx16)联合封装而成;而NOR MCP闪存则由一块512M NOR闪存裸片与一块256M(16Mx16)UTRAM联合封装而成。为什么NOR闪存需要的UTRAM容量两倍于PCM这个问题值得推测。512M PCM与NOR闪存的裸片面积均为相同的42.8 mm2。


图4.PCM与NOR闪存封装的X光侧视图

图5和图6分别是KPS1215EZA PCM和K8S1215EZC NOR闪存裸片的照片。

该PCM裸片采用四层Al、65纳米BiCMOS工艺制程加工而成;NOR闪存裸片采用两层Al与单层Cu、65纳米工艺加工而成。


图5.KPS1215EZA PCM裸晶照片


图6.K8S1215EZC NOR闪存裸晶照片

图7和图8分别展示了PCM裸片与NOR闪存裸片的SEM剖面图。对比二者的存储元件尺寸,PCM为0.026μm2,比NOR闪存的0.032μm2小19%。想必NOR闪存,PCM的结构更接近NAND闪存,应该便于未来扩大生产。


图7.KPS1215EZA PCM裸晶SEM剖面图


图8.K8S1215EZC NOR闪存裸晶的SEM剖面图

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