Samsung: Stapeln für größere Speicherchips

Samsung hat ein neuartiges Verfahren zum Stapeln – „Stacking“ – von DRAM-Chips mit Hilfe so genannter „Through Silicon Vias“ (TSV) entwickelt. Mit dem neuen Stackingverfahren sollen sich künftig schnellere und kleinere Speicher mit geringerem Stromverbrauch herstellen lassen.

Das neue WSP-Gehäuse (Wafer-Level-Processed Stacked Package) enthält vier DDR2-DRAM-Chips mit jeweils 512 Mbit und bietet somit eine Speicherkapazität von 2 Gbit. Mit diesen auf TSV-Technologie basierenden 2 Gbit-DRAMs im WSP-Gehäuse kann Samsung erstmals die in PC's gebräuchlichen unbuffered DIMMs (Dual In-Line Memory-Module) mit einer Kapazität von 4 GByte herstellen. Mit Samsungs patentrechtlich geschützter WSP-Technologie lassen sich nicht nur Speicher mit kleineren Gehäuseabmessungen als bisher herstellen, sondern diese ermöglicht es den Chips zugleich noch schneller zu arbeiten und weniger Strom zu verbrauchen.

Bei den zur Zeit angebotenen MCPs erfolgt die Verbindung zwischen den einzelnen, übereinander angeordneten Memory-Chips durch seitlich angebrachte Bond-Drähte. Zwischen den einzelnen Chips sind bei diesem Verfahren vertikale Abstände von mehreren zehn Mikrometern erforderlich. Außerdem benötigt der so genannte Wire-Bonding-Prozess horizontale Abstände zwischen Gehäuse und Chip von mehreren hundert Mikrometern, um die Bond-Drähte anbringen zu können. Im Gegensatz dazu werden bei Samsungs neuer WSP-Stacking-Technologie mit einem Laser mikroskopisch kleine Löcher vertikal durch die einzelnen Chips gebohrt und die direkte Verbindung der Speicher-Schaltkreise durch Befüllen mit Kupfer erzielt. Zusätzliche vertikale Abstände zwischen den Chips sind dabei nicht mehr erforderlich. Eliminiert werden auch die Bond-Drähte, die beim herkömmlichen Verfahren seitlich über die Chips hinausragen. Aufgrund dieser Platzvorteile bieten Samsungs WSP-Gehäuse nun wesentlich kleinere Abmessungen und Bauhöhen.

Man ging bisher davon aus, dass bei MCPs mit High-Speed Speicher-Chips wie etwa den 1,6 Gbps schnellen DRAMs der nächsten Generation Leistungseinbußen in Kauf genommen werden müssen, wenn die Verbindung der Chips mit herkömmlichen Technologien erfolgt. Samsungs WSP-Technologie beseitigt diese Bedenken, da sich hierdurch die Signalwege verkürzen.