推动无线行业发展所需要的技术正飞速发展，这一趋势源于日本。1993年，一般日本手机的尺寸是150立方厘米、重量约为200克。日本手机制造商多年来不懈努力来缩小手机尺寸、减轻手机重量。到2003年，一般日本手机尺寸约为84立方厘米、重量约为99克。最令人惊奇的是，手机尺寸越来越小而功能却越来越多。最新款手机除具备通话功能外，还有较大的彩屏、一个或多个相机、流式视频、MP3以及和弦铃声。这些功能需要更大的内存容量，而整体外形却要保持同样大小，甚至更小。

图1　日本手机发展趋势（略）

如何做到这一点？即在同一芯片封装中堆叠更多的芯片组件，从而减少手机上的单个组件。这主要是通过堆叠如闪存和SRAM等存储组件来实现的。

图2　典型的堆叠式芯片尺寸封装（略）


无线内存模块化成为全球趋势

日本手机中的许多功能（如彩屏和相机）正在向全球蔓延，因此需要堆叠式内存解决方案。亚太地区尤其如此，新的应用（如数字电视和视频点播）使得功能完备的纤巧型手机越来越流行，甚至会超过日本市场。最大的不同在于亚太市场的产量远超日本的需求量。还有，日本机型所用的许多堆叠式内存组合均可归入"定制"业务类，因为每家手机制造商都要求不同的芯片组合。在发展初期产量较低时，这不是问题。但是当手机巨头和中国、日本及其他亚太地区迅速壮大的手机制造商采用堆叠式封装技术时，"定制"堆叠产品机型面临供应链风险。此外，手机制造商在产品临近投产之前，难以预知具体的内存配置，因为在竞争激烈的市场环境中，通常要在临近量产前加入最新软件和功能的变化。

为了降低手机制造商的风险，该行业需要调整商业惯例，实现堆叠组件的标准化并加强业务运营的可预见性。英特尔一直致力于用研发系统方法来提升向市场快速推出多种堆叠式内存产品的能力，同时保证手机制造商要求的与以往单芯片封装相同的高质量。英特尔开发的这一方法称之为"封套(envelope)"方法。封套是一组预先验证合格的类似产品，可根据手机制造商的需要迅速部署。该方法可提供更多的产品，使手机制造商拥有更大的灵活性。封套内产品还使用相同的标准管脚，这样手机制造商便可将同一PCB重复用于多种机型和配置。

技术动力仍未停止

在相同空间添加更多功能的趋势仍未停止。无线OEM一直在寻求提高内存密度和性能，同时降低功耗和缩小尺寸。我们将其概括为2M/2m。我们的目标是让大M更大，让小m更小。这意味着提高处理速度MIPS（每秒百万条指令）和内存容量MB，同时减少耗电毫瓦数mw和封装尺寸毫米数mm。日本许多初期堆叠内存都是双硅片堆叠产品，包括一个闪存和一个SRAM内存。今天， 三硅片、四硅片和五硅片的堆叠式内存产品也并不罕见。

还有，手机上多LCD显示屏（一个主屏和一个呼叫信息外屏）的出现，也为封装厚度Z带来巨大压力，集成电路制造商迫切需要寻求一种方法，在增加同一封装中硅片数的同时使封装更薄。实现更薄封装的技术包括更薄的晶圆/硅片和先进的封装基片(substrates)。许多公司（包括英特尔）都正寻求研制更薄的晶圆，不久的将来厚度将薄至0.002至0.003英寸。晶圆做得如此薄，看似很神奇，但真正的挑战在于使用这些薄晶圆进行组装的封装工艺。过去的厚刚化硅玻层(thick rigid piece of silicon glass)现已变得非常薄，晶圆成为软硅薄片。必须重新评估处理这些薄硅模的许多封装设备和工艺。

图3　晶圆非常薄时会变柔（略）

另一个重要因素是封装基片(substrate)也要变薄以减少封装厚度，减少迹宽和槽宽实现不同类型芯片更复杂的走线。目前，由于二层或四层金属层走线能力、成本及可用性等因素，使用最普遍的基片是多层有机体。英特尔还在改进此项技术，不仅使各层更薄，还可实现更紧的迹、槽和导通结构，从而提供最大的堆叠灵活性。在单封装内为多种硅模布线的灵活性是在无线系统更复杂的情况下获得成功的重要因素之一。

图4　先进基片技术（略）

为满足无线制造商对高度复杂、高密度、薄内存子系统的需要，英特尔开发出新型封装技术――英特尔超薄堆叠芯片尺寸封装技术（英特尔UT-SCSP）。2003年，该封装技术支持在1.2mm厚度上堆叠5个超薄内存芯片，2004年将进一步减少为1.0mm厚。英特尔堆叠式CSP产品采用英特尔StrataFlash无线闪存，这是全球第一款低功耗多级单元（MLC）闪存。2002年第四季度英特尔率先发布的这类闪存，使单个存储单元中可存储的数据量成倍增加。目前提供的是英特尔第四代多级单元技术。这一高密度内存运行电压为1.8V，可显著改善无线手持设备的性能和电池使用时间并节省空间。英特尔StrataFlash无线闪存尺寸仅为采用已往技术的单比特单元产品的四分之一。

图5　硅模尺寸比较（略）

通过将英特尔StrataFlash无线闪存融合到新型英特尔超薄堆叠式CSP封装中，英特尔可提供尺寸极小且极具吸引力的堆叠产品解决方案。在极小的8 10或8 11mm芯片级封装中提供更多的产品组合。

英特尔是向手机行业提供堆叠式内存产品的领先厂商。迄今为止，英特尔已发运1.5亿个堆叠内存产品。这些经验为英特尔向无线行业提供全新产品提供了显著优势。

图6　堆叠式封装技术（略）


未来

展望未来，封装到封装堆叠(package-to-package stacking)、硅模堆叠(die stacking)以及全面集成的产品之间仍将存在分歧。其实，问题不是技术之间彼此水火不容，而是各有发展空间。真正的选择取决于芯片产能，是否需要对其中某个硅模预烧(burn-in)以及手机制造商平台的成熟和稳定性等。

封装到封装堆叠在产品生命周期中的初期尤为有用。在本阶段，产品稳定性要求不高，而且做出最新变更也是常事。借助带有通用管脚的封装到封装堆叠技术，供应商可快速响应不断变化的要求，同时仍能满足紧迫的产品上市时间要求。即使其中某块芯片没有高测试良品率，或需要特殊流程，在不同的封装之间也可堆叠芯片产品。可单独测试堆叠的各个封装并消除坏模片的能力可弥补甚至改善产品成本，这取决于实际产能。对于某些产品，如果不考虑生存周期，具有灵活性和测试优势的封装到封装堆叠可能是最佳之选。

图7　封装到封装堆叠还可实现灵活配置（略）

总体来看，市场越来越成熟，已进入生命周期的稳定阶段。对高度灵活产品的需求有所下降。少数流行产品的需求增加，而其它不太受欢迎的产品逐渐地日暮西山退出市场。在生命周期的这一阶段，制造商可集中精力改善受欢迎产品的性能、成本及尺寸，以满足行业需求。这也是全面集成的高性能芯片解决方案的理想应用，可选择堆叠其它功能，以覆盖无线产品的整个功能范围。

在未来，无线手持设备制造商会使用三类集成解决方案：堆叠芯片、封装到封装堆叠以及带有集成功能的芯片。手机制造商从这些技术中受益匪浅，将继续推出广泛的产品。为了满足无线手持设备行业的需求，拥有众多不同封装和芯片集成工具及丰富的经验非常重要。

结论

多年来，堆叠式内存模块风靡日本。现在，高密度内存封装和产品的需求正迈向全球，尤其是亚太地区。该地区手机制造商正生产全球最炫的无线产品！英特尔以极小的芯片尺寸提供各种不同的标准堆叠式内存产品，以帮助实现这一目标。英特尔是堆叠式存储子系统领先厂商，发运量超过1.5亿个，未来它仍将会再接再厉提供全新产品，如英特尔StrataFlash无线闪存和英特尔超薄堆叠式CSP封装。手机制造商可借助这些新产品将其自有产品提升到新的高度！