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為1Mb序列FRAM開發超小型封裝
以小型封裝和非揮發性低功耗記憶體實現輕薄的穿戴式裝置

【作者: 富士通半導體】   2015年07月14日 星期二

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1 Mb FRAM(鐵電隨機存取記憶體)的MB85RS1MT元件,採用8針腳晶圓級晶片尺寸封裝(WL-CSP)製程。全新的WL-CSP製程可讓封裝面積僅有目前8針腳SOP(small-outline package)封裝的23%,而厚度也約其五分之一,實現將擁有序列周邊介面SPI的1 Mb FRAM變成業界最小尺寸的FRAM元件。(註1,2)


香港商富士通半導體台灣分公司成功開發及推出的WL-CSP FRAM為適用於穿戴式裝置的記憶體元件,除了可讓終端應用產品的整體積變小外,更可讓FRAM在寫入資料時將功耗降至最低,並提供更持久的電池續航力。


穿戴式市場是目前備受矚目的焦點,並以驚人的速度快速拓展。穿戴式市場涵蓋種類繁多,包括眼鏡和頭戴式顯示器等配件、醫療裝置如助聽器和脈搏計等,以及可記錄卡路里消耗量和運算資料的活動記錄器。而這些眾多裝置的共同點,皆為須持續的即時記錄資料。


一般的非揮發性記憶體技術,如EEPROM和快閃記憶體只能確保資料完整性最少可寫入100萬次,而富士通的FRAM技術則可將資料完整性大大提高到保證最少10兆次讀/寫次數,因此適用於儲存即時記錄資料。


封裝比較

為了更加利用FRAM的上述特性,富士通半導體如今為其MB85RS1MT產品線中的1Mb FRAM元件增添了全新WL-CSO封裝(如圖一)。



圖一 : SOP及WL-CSP封裝比較
圖一 : SOP及WL-CSP封裝比較

MB85RS1MT元件已採用業界標準的SOP封裝,然而採用WL-CSP封裝後,其體積僅3.09 × 2.28 × 0.33 mm大小,而封裝面積只有SOP封裝的23%;換言之,即能比SOP封裝的面積減少77%(如圖二)。此外,其厚度僅0.33 mm,相當於信用卡厚度的一半,而封裝體積更比SOP封裝小了95% (如圖三和圖四)。



圖二 : 封裝面積比較
圖二 : 封裝面積比較

圖三 : 封裝厚度比較
圖三 : 封裝厚度比較

圖四 : 封裝體積比較
圖四 : 封裝體積比較

低功耗作業是FRAM眾多優點之一。相較於一般使用的EEPROM非揮發性記憶體,FRAM寫入資料的速度也比較快,因此可在寫入資料時大幅降低功耗(如圖五)。基於此原因,為了即時記錄而需經常性寫入資料的穿戴式裝置在採用此FRAM後,可擁有更佳電池續航力和更小體積的優勢。



圖五 : 寫入時功耗量比較
圖五 : 寫入時功耗量比較

採用WL-CSP封裝的MB85RS1MT元件,對穿戴式裝置廠商而言則是提供更小、更薄和功能更豐富的產品,並大幅延長電力。


註釋

註1:鐵電隨機存取記憶體(FRAM)─FRAM是一種採用鐵電質薄膜作為電容器以儲存資料的記憶體,即便在沒有電源的情況下仍可以保存資料。FRAM結合了ROM和RAM的特性,並擁有高速寫入資料、低功耗和高速讀/寫週期的優點。富士通半導體自1999年即開始生產FRAM,亦稱為FeRAM。


註2:序列周邊介面(SPI)─SPI是基板上晶片之間的資料傳輸標準,是一種三線同步的序列介面。


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