Innovatives "Chip-Sandwich" von Infineon sorgt zukünftig für mehr als 100fache Speicherkapazität bei SIM-Karten in Handys und Chipkarten

Bei dem Face-to-Face-Verfahren werden zwei integrierte Schaltkreise mit ihrer Funktionsseite - wie zwei Sandwich-Hälften - (PresseBox) (München / Paris, Frankreich, ) Mit einem innovativen „Chip-Sandwich“ sorgt Infineon Technologies AG, der Weltmarktführer bei Chipkarten-ICs, durch sein Face-to-Face-Verfahren zukünftig für mehr als die 100fache Speicherkapazität bei SIM-Karten für Mobiltelefone und anderen Chipkartenanwendungen. Dabei soll sich die Chipfläche etwa nur verdoppeln. Mit dem Face-to-Face-Verfahren wird das Chipdesign von neuen Chipkarten-ICs flexibler und die Entwicklungszeit kürzer.

Auf der Messe „Cartes & IT Security 2004“ in Paris hat Infineon den ersten Sicherheitscontroller vorgestellt, der das Face-to-Face-Verfahren nutzt und in einem 130-Nanometer-Prozess gefertigt ist. Mit einer Speicherkapazität von 1 Megabyte bietet er 8mal mehr Speicherplatz als heutige Chipkartencontroller mit 128 KByte Speicher.

Der neue SLE88CFX1M00P gehört zu Infineons 88-Familie von 32-bit-Chipkartencontrollern. Er bietet deren integrales Sicherheitskonzept und leistungsfähige Peripheriefunktionen sowie eine intelligente Leistungsregelung, die die interne Taktfrequenz an die jeweilige Applikation anpasst und damit maximale Leistung während sämtlicher Chipkartenoperationen erlaubt. Außerdem ermöglicht er Multi-Tasking-Betrieb und erfüllt die Anforderungen von Multi-Applikationskarten, die verschiedene Dienstleistungen aus den Bereichen Zahlungsverkehr, Identifikation und Zutrittskontrolle kombinieren können.

Die 1-MByte-Sicherheitscontroller werden zunächst für SIM-Karten (GSM, UMTS) in Mobiltelefonen eingesetzt. Hier ist der Bedarf an zusätzlicher Speicherkapazität durch SMS- und MMS-Nachrichten und den Wunsch nach mehr Adressbucheinträgen am größten. Aufgrund seines Face-to-Face-Verfahrens und bestehender Technologien wie EEPROM oder TwinFlash kann Infineon ISO-konforme Chipkartencontroller mit bis zu 20 MByte Speicher entwickeln. Bei Bedarf könnten solche Chips ab der zweiten Jahreshälfte 2006 verfügbar sein. Verglichen mit heutigen Chipkarten-ICs bieten 20-MByte-Sicherheitscontroller auf etwa der doppelten Chipfläche mehr als 100mal höhere Speicherkapazität.

„Bedingt durch ISO-Spezifikationen ist die Fläche von Chipkarten-ICs auf etwa 25 Quadratmillimeter begrenzt. Funktions- und Leistungserweiterungen zu wettbewerbsfähigen Preisen sind schwierig, da kleinere Strukturen teure Shrink-Prozesse erfordern“, sagte Dr. Jürgen Kuttruff, Leiter des Geschäftsgebiets Sicherheit im Bereich Sichere Mobile Lösungen der Infineon Technologies AG. „Mit dem SLE88CFX1M00P unterstreicht Infineon einmal mehr seine weltweit führende Stellung bei Chipkarten-ICs. Als erster Anbieter kombinieren wir 130-Nanometer-Prozess und innovatives Chip-Verbindungsverfahren, bieten kosteneffektiv speichermächtige Chipkartencontroller und halten trotzdem die Flächenvorgaben für Chipkarten-ICs ein.”


Der 1-MByte-Chipkartencontroller SLE88CFX1M00P

Als einer der ersten weltweit wird der 1-MByte-Chipkartencontroller in einem 130-Nanometer-CMOS-Prozess gefertigt. Das Face-to-Face-Verfahren verbindet einen 32-bit Chipkartencontroller mit 400 KByte EEPROM, 240 KByte ROM und 16 KByte RAM mit einem 512-KByte-EEPROM-Speicherchip. Durch die sehr kurzen Verbindungsstege, die so genannten „Vias“, zwischen den Chips sind die EEPROM-Zugriffszeiten für beide Chips identisch.

EEPROM erlaubt sehr schnelle Lösch- und Schreibzyklen (1,3 ms bzw. 1 ms). Die Einteilung in Programm- und Datensektoren ist in Blockgrößen von 4 KByte möglich. Je nach Projektvorgaben und Kundenwunsch können Betriebssystem, Anwendungsprogramme und Daten flexibel abgespeichert werden.

Wie alle Mitglieder der 88-Familie bietet auch der SLE88CFX1M00P erweiterte Sicherheitsmerkmale. Die integrierte MMU (Memory Management and Protection Unit) enthält Hardware-Firewalls, um Anwendungsprogramme, Daten und sonstige Systemsoftware sicher und zuverlässig gegeneinander abzugrenzen. Außerdem ermöglicht die MMU auch nach Ausgabe der Chipkarte das sichere Nachladen von Anwendungen. Darüber hinaus bietet die 88-Familie eine Hardware-unterstützte virtuelle Beschleunigung von Programmiersprachen wie JavaCard, was die Ausführung von Applets beschleunigt. Geplant ist die Zertifizierung gemäß des internationalen Standards „Common Criteria“ mit der Stufe EAL 5+ (Evaluation Assurance Level 5 plus).

Der SLE88CFX1M00P verfügt über eine interne intelligente Leistungsregelung und unterstützt die Spannungsklassen A (5 V), B (3 V) and C (1,8 V) des dritten Mobilfunkstandards gemäß TS102 221. Er erfüllt den innerhalb spezifizierter Grenzwerte festgelegten Stromverbrauch des ISO/IEC7816- und ETSI-Standards. Obwohl er aus zwei aufeinander liegenden Chips besteht, passt er in jedes Standard-ISO-Chipkartengehäuse.


Face-to-Face-Verfahren für mehr Flexibilität und größere Speicherkapazität

Mit dem Face-to-Face-Verfahren lassen sich zwei oder mehr Chips vertikal miteinander verbinden. Das ermöglicht die Entwicklung von leistungsfähigeren, speichermächtigen und gleichwohl Fläche sparenden ICs. So werden beispielsweise ein Sicherheitscontroller und ein Speicherbaustein mit ihrer Funktionsseite - wie zwei Sandwich-Hälften - “Face-to-Face“ aufeinander gelegt und mechanisch und elektrisch über hunderte kleinster Kontaktstellen (Pads) auf der Chipoberfläche miteinander verbunden. Das komplette Bauelement findet in einem Standard-Chipkarten-Gehäuse Platz.

Das Face-to-Face-Verfahren bietet viele Vorteile: Je nach Vorgaben an die Hardware oder den besonderen Anforderungen einer Chipkartenanwendung lassen sich verschiedenste Chips miteinander verbinden. Diese können sich zum Beispiel in ihren jeweiligen Schnittstellen wie USB (Universal Serial Bus), SPI (Serial Peripheral Interface) oder Kontaktlos-Interface gemäß ISO14443 unterscheiden. Außerdem können ASICs und FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) oder in verschiedenen Technologien und Strukturbreiten gefertigte Chips, wie EEPROM, Flash, NROM (Nitrided Read Only Memory), in 130-Nanometer oder 0,25-Mikrometer, etc. für maßgeschneiderte Lösungen kombiniert werden.


Verfügbarkeit des SLE88CFX1M00P

Ab dem Frühjahr 2005 sollen erste Musterchips des SLE88CFX1M00P verfügbar sein. In der zweiten Jahreshälfte 2005 soll das Face-to-Face-Verfahren in die Massenfertigung gehen. Als Design-In-Unterstützung steht ein kompletter Satz an Entwicklungs-Tools einschließlich eines Software-Development-Kits (SDK) und Emulators zur Verfügung.

Weitere Informationen zu Infineons Chipkarten-ICs unter: www.infineon.com/...

Infineon präsentiert einen Demonstrator seines neuen Chipkartencontrollers auf der “Cartes & IT Security 2004” (2. bis 4. November 2004, Paris, Frankreich, Exhibition Center, Paris Nord Villepinte) in Halle 4, Stand 4J2.

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