拆解三星PCM手機：相變存儲器前景未知
發布時間：2011-5-10 10:52
發布者：李寬
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拆解與分析咨詢公司Chipworks最近為尋找PCM（相變存儲器）芯片拆解了一些三星GT-E2550 GSM手機。這些手機在美國購得，原本應該銷往歐亞市場。 Chipworks公司的Rajest Krishnamurthy在其技術博客上說他們在部分手機中發現了采用65納米工藝制程、多芯片封裝的512M PCM芯片。 PCM有潛力替代非易失性（Non-Volatile）閃存技術，這些三星GSM手機所采用的三星產PCM芯片是該技術目前已知的唯一商品化應用。由于閃存生產不斷擴張，以及PCM缺少實際運用，PCM的發展已經遭到懷疑。 Chipworks 的博文中寫道：“幾部GT-E2550手機的主PCB板上有一塊多芯片封裝（MCP）的NOR閃存芯片，封裝標示為K5N1229ACD。不過出乎我們意料的是，有些同品牌、同標識手機的PCB板采用了PCM MCP芯片，單元封裝標識為K571229ACM。而其它NOR閃存封裝標示為K5N122ACD�！� 這一發現印證了UBM Techinsights于2010年12月發布的報告（參閱電子工程專輯報道：UBM最新拆解：神秘手機驚現PCM）。 現已被美光收購的Numonyx公司曾在2008年推出過一款90納米制程128M容量的PCM芯片。該產品在2010年4月加入Omneo并行、串行訪問存儲器產品線。但Numonyx從未宣布過任何設計選擇或量產消息。Numonyx也曾表示將要開發45納米工藝的1G PCM芯片，預計在2010年發布，但隨后沒有任何關于出樣或量產的消息。 Chipworks拆解了一些三星GT-E2550手機，和預想的一樣，所有這些手機都有相同的主PCB板。部分GT-E2550手機的主PCB板上有一塊MCP封裝的NOR閃存芯片，封裝標示為K5N1229ACD。但出乎意料的是部分同型號手機卻采用了MCP封裝的PCM存儲芯片，標示為 K571229ACM，其它手機則采用K5N122ACD閃存芯片。 
圖1.三星GT-E2550手機 圖2是來自兩部三星GT-E2550手機的主電路板照片，分別采用NOR閃存和PCM MCP芯片。圖中的NOR閃存和PCM MCP芯片都采用56球FBGA封裝，尺寸同為9.2 mm（長）x 8.2 mm（寬） x 1.1 mm（高）。56球也采用相同的結合方式置于底部。如圖3所示。
圖2.來自兩部三星GT-E2550手機的主電路板照片。上方采用NAND芯片，下方采用PCM芯片
圖3.K5N1229ACD NOR閃存封裝底部（左），K571229ACM PCM封裝底部（右） 圖4展示了K5N1229ACD NOR閃存與K571229ACM PCM芯片封裝的X光側視圖。圖片顯示出兩塊芯片朝向不同的方向。拆開之后我們發現PCM MCP芯片由一塊512M PCM裸片與一塊128M UTRAM（8Mx16）聯合封裝而成；而NOR MCP閃存則由一塊512M NOR閃存裸片與一塊256M（16Mx16）UTRAM聯合封裝而成。為什么NOR閃存需要的UTRAM容量兩倍于PCM這個問題值得推測。512M PCM與NOR閃存的裸片面積均為相同的42.8 mm2。
圖4.PCM與NOR閃存封裝的X光側視圖 圖5和圖6分別是KPS1215EZA PCM和K8S1215EZC NOR閃存裸片的照片。 該PCM裸片采用四層Al、65納米BiCMOS工藝制程加工而成；NOR閃存裸片采用兩層Al與單層Cu、65納米工藝加工而成。
圖5.KPS1215EZA PCM裸晶照片
圖6.K8S1215EZC NOR閃存裸晶照片 圖7和圖8分別展示了PCM裸片與NOR閃存裸片的SEM剖面圖。對比二者的存儲元件尺寸，PCM為0.026μm2，比NOR閃存的0.032μm2小19%。想必NOR閃存，PCM的結構更接近NAND閃存，應該便于未來擴大生產。
圖7.KPS1215EZA PCM裸晶SEM剖面圖
圖8.K8S1215EZC NOR閃存裸晶的SEM剖面圖 |
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