解决多芯片封装难题 新技术显露优势

　　NAND Flash的几个主要应用如：存储卡、优盘和固态硬盘SSD，在今年的销售市场上开始出现储存容量迅速往上攀升的现象，目前SD卡和CF卡两种规格最大容量可达32GB，microSD规格则为16GB，优盘现在有部分业者推出64GB的产品；而SSD产品今年多数业者都主推32GB、64GB、80GB和128GB容量，我们预期2009至2010年SSD的容量会提升至256GB以上。在这些应用的容量会持续往上增加的状况下，制造这些产品的厂商面临封装技术上的一些瓶颈亟待克服。

　　目前NAND Flash上游制造商使用5x奈米制程生产的NAND Flash单颗芯片最大容量可达16Gb（=2GB），但使用5x奈米制程生产的16Gb晶粒（dies）无法放入microSD卡内，需等待4x奈米制程技术成熟后才能将16Gb晶粒放入microSD。但无论使用8个5x奈米制程的8Gb晶粒外加1颗控制IC所堆栈而成的microSD 8GB，或用8个4x奈米制程的16Gb晶粒外加一颗控制IC封装成的microSD 16GB，均面临九颗晶粒堆栈在一起时打线所需的空间有限之问题。因此，使用目前COB制程生产高容量的microSD，往往会面临堆栈多晶粒数却导致生产良率不佳的困难。

　　目前SSD的封装是在一块PCB板上打上8、10、16、20颗不等的NAND Flash颗粒（chips），每一颗粒均使用TSOP形式封装，TSOP可放入的晶粒面积虽远大于microSD，但SSD同样面临每一TSOP颗粒所能放入晶粒数的多寡而影响其整体储存容量的限制。例如：现在NAND Flash厂商可以提供最大容量的TSOP颗粒为128Gb（=16GB），SSD业者便能以8颗TSOP做成128GB的SSD。若SSD业者要做出256GB的SSD则需使用到16个128Gb的颗粒，或是在使用8个TSOP颗粒的条件下每个颗粒的容量要提升到256Gb，但这需要使用更微细的先进制程生产出单位容量更高的晶粒，或是在封装推迭晶粒的技术上要有更新的突破才能达成。

　　由于NAND Flash后续微缩制程的难度越来越高，要克服持续提升容量而不受制程微缩困难的影响，唯有转向使用突破性的封装技术：直通硅晶穿孔（Through Silicon Via；TSV）。TSV和采用线构装（wire bonding）传统堆栈晶粒的封装技术不同之处在于它是在晶粒上以蚀刻或雷射的方式钻孔（via），再将导电材料如铜、多晶硅、钨等填入via，最后将晶粒薄化后再堆栈在一起。TSV的优点是各晶粒内部路径的连接更短，相对可使各芯片内的讯息传输的速度更快、噪声更小、效能更好，尤其用在记忆卡内各晶粒和控制IC之间数据的传输，更可突显TSV缩短传输路径的优势。目前Intel、Micron、Samsung、Toshiba等业者均已有TSV的封装技术，预期未来三至五年当记忆卡、随身碟和SSD等产品走向更高容量的趋势日益明显时，TSV封装技术在内存市场将会逐渐兴起。

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