小型记忆卡结合半导体（Solid-state electronic）制程之闪存（Flash Memory），成为新一代多媒体数据储存装置，已经广泛的应用在数字相机、数字摄影机、手持式或膝上型计算机、手机、电子随身听、电子录音机、手持式个人资料处理器及其他家用电子器材...等。目前使用SD Memory Card为储存装置的自有品牌厂商已高达222家，在产品种类方面已达31大类，共有高达2602件的产品营销于世界各地，请参考(图一)。

小型记忆卡提供了可重复抹写、无需电源保存数据之储存装置、外型轻巧及具较佳之防震、防磁及防尘之环境适应特性。从1990年起闪存卡（Flash Memory Card）问市后，陆续有Compact Flash（CF）、Smart Media（SM）、Multi Media Card（MMC）、Memory Stick（MS）、Secure Digital（SD）、xD-Picture Card（xD）及Trans Flash（T-Flash）等七种小型记忆卡陆续推出，造成一股记忆卡的市场争夺战，其中又以MMC、MS、SD三种记忆卡竞争最为激烈。小型记忆卡的演进如(图三)。

SD小型记忆卡演进及技术发展

SD记忆卡于1999年8月由松下电子、SanDisk及东芝共同达成开发协议，为下一世代的半导体储存装置制定新的产业标准规格，并共同命名为“SD”（SD亦为早期DVD的称呼）记忆卡。随后并成立一家名为SD-3C的公司负责将相关技术规格授权厂商制造。并于2000年1月正式成立SD Association（www.sdcard.org），向全世界推广SD内存标准规格，并进行制定SD卡相关应用产品规格及检测规范。

由于储存媒体的演进同时也改变了数字内容复制的观念，从早期数字内容保护是以控制的观念为思考模式（仅有禁止及自由复制两种思维，两者以外就是盗版行为）；而新的数字时代，由于个人创作产品及内容逐渐普及，于是衍生出高质量数字内容复制的需求，同时也掀起了拥有数字内容版权者、多样化保护知识产权的需求，在强调个人数字版权管理的时代，新的数字内容使用规则于是产生。

SD记忆卡具有CPRM（Content Protection for Recordable Media）智权保护机制，可使用在Music Player上，具有数字音源保护的功能，CPRM主要由四家公司主导（IBM、Intel、Toshiba及Matsushita），并成立一家名为4C Entity的公司进行相关智权保护应用产品使用及制造授权；由于SD卡强调的是Secure Digital，因此只要是SD Memory Card，必需具有CPRM之智权保护机制，以配合不同种类应用产品的数据保护需求。

SD Memory Card并设计具有I/O功能（如：UART、Bluetooth、GPS、Camera、PHS、Wireless LAN），其多用途之应用机制是造成目前电子产品制造业争相投入的关键。其亦设计小型之miniSD Card，可用在手机、数字相机及Music Player等小型化电子商品上，以与RS-MMC及Memory Stick Duo Pro竞争。

SD记忆卡内部的结构如(图四)，可区分为卡控制器（Card Controller）、内存控制器（Memory Controller）及内存（Memory Chip）三大部份。卡控制器包含了：卡与应用产品端之接口传输协议机制、编码机制及版权保护机制。内存控制器主要是负责，将卡控制器指令转换成对内存存取之功能；可依据不同的内存构造技术进行搭配设计，以获得最佳之数据储存及传输功能。Flash内存用于目前小型记忆卡数据储存方面，可大致区分为AND及NAND Flash技术两种，存取数据方式依不同技术而有所不同。

SD卡（24×32×21 mm）外壳包装接脚兼容于Multi Media Card（24×32×14 mm），但比Multi Media Card多出0.7mm的厚度，可提供较多的内存摆设空间，侧边滑轨可防止卡片上下反插，具有如同VHS或MD防止写入的保护开关，9个金属接脚提供4bit数据并行传输接口；如(图五)。

SD卡各项规格特性详述

目前有SD卡的外型规格有两种：SD记忆卡及miniSD卡。miniSD卡主要是为了因应手机应用，缩小SD记忆卡尺寸设计而成，具有11个金属接脚，较SD 记忆卡多出2支接脚，可做为未来增加功能的使用，如非接触式的天线设计。电子商务（e-commerce）亦是未来手机应用的趋势，卡的信息保护机制（CPRM）仍是必备的特性之一，miniSD卡亦可透过转接器（Adapter）兼容于既有的SD记忆卡应用环境。

如(图五)，SD Card的规格特性架构包含了物理层（Physical Layer），负责定义卡的外型（Form factor）、电器特性（Electric characteristic）及一般的指令（General command）操作。文件系统层（File System Layer），负责定义逻辑档案（Logical File）架构。保密层（Security Layer），负责定义保密指令的操作。应用层（Application Layer），则包含11种产品应用，如SD-Audio、SD-Picture、SD-Vice、SD-pDocument、SD-Video、SD-PIM、SD-Image、SD-ePublish、 SD- Sound、SD-Binding、SD-Map、SD Card等，另外又定义SDIO特性，IO应用范围包含：Bluetooth（Type-A/B）、Camera、GPS、PHS、Wireless LAN...等。

在智能财产内容的保护上，SD Card有以下特性：

结论

SD卡在SDA组织的推波助澜之下，在不到四年的时间，市场占有率从7.5%成长到2003年的29.1%（Gartner 2003），并从IDC 2003年的报告显示，SD Memory Card荣登2003年小型记忆卡世界销售冠军。SDA会员人数也从2000年成立之初的71家会员厂商，扩充到现今786家会员，请参考(图七)。在市场规格激烈竞争之下，不同规格的小型记忆卡为因应市场需求，除了增加产品外形（小卡支持3G手机）、应用功能（保密机制、IO功能及支持e-Commerce）、提升效能（数据传输速率更快）及增加储存容量之外，更应该透过Association、 Forum或Alliance组织结盟架构方式，增加会员厂商参与制定应用产品新规格（如SDA下的Technical Committee），并进行市场产品的推广（如SDA下的Marketing Committee），最后再以Compliance Committee来制定产品验证测试规范，以确保产品使用安全及流动的兼容性。

在全球如Samsung及Hynix DRAM大厂，决定停止量产DRAM，全力投入Flash Memory制造下，台湾目前仅有少数厂商决定投入，其主要瓶颈在于生产及制程技术操纵在Toshiba/SanDisk、Samsung、STMicroelectronics/Hynix、Renesas、Saifun/Infineon...等国际大厂手里。由于Flash Memory Chip占目前小型记忆卡总产值的一半左右，在未来可以预见的小型记忆卡市场激烈竞争之下，国内厂商若无法充分掌握生产Flash Memory的技术，相对于国际Flash Memory大厂，逐渐转投入生产小型记忆卡，国内小型记忆卡厂商届时将无招架之力。

（作者任职于工研院光电所）

注：本文原刊载于零组件杂志157期（2004年11月号）