可擦除可编程只读存储器是怎样发明的?

胡薇 发表于 2018-08-20 18:26:35 收藏 已收藏
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可擦除可编程只读存储器是怎样发明的?

胡薇 发表于 2018-08-20 18:26:35

作为现代最重要的发明之一,可擦除可编程只读存储器(EPROM)的问世要从一次质量控制问题说起。

1969年秋天,英特尔的1101静态随机存取存储器(SRAM)出现了可靠性问题,它是第一款使用金属氧化物半导体(MOS)技术的量产芯片。当时刚刚离开仙童半导体公司加入英特尔的多夫·弗罗曼受命调查这一问题。而他的调查结果促成了可擦除可编程只读存储器(EPROM)的发明。

多夫·弗罗曼(Dov Frohman)(右)与同事合影(日期不详)

弗罗曼发现,在某些情况下,1101中的二氧化硅绝缘体会从金属部件中吸收电子并保存电荷,而这会对设备功能造成干扰。他开始着手解决这个问题,但同时,他慢慢意识到,这一现象的发现也许可以为他所用。如果他能够引导并掌控二氧化硅保存电荷的能力,那么他就可以制造出一个既可以实现电子编程,又能在没有持续供电时保存信息的芯片。此外,可以通过将芯片暴露于中和电荷的外力来擦除信息——弗罗曼最终选择了紫外光——使该芯片兼具可擦除和非易失性的特性。

可擦除可编程只读存储器(EPROM)的封装形式

可擦除可编程只读存储器(EPROM)的裸片

1971年2月,弗罗曼在费城的固态电路会议上首次展示了EPROM的原型。戈登·摩尔(Gordon Moore)回忆起EPROM在费城的初次亮相时说:“多夫在一段影像中展示了EPROM存储单元中的位元图案。当存储单元暴露于紫外光下时,这些位元一个接一个地剥落,直到最后只剩下大家熟悉的英特尔标识。……位元一个接一个地落下,当最后一个位元消失时,观众席爆发出热烈的掌声。多夫的论文被评为该会议最佳论文。”

EPROM解决了困扰开发人员多年的一个问题:新芯片原型的设计周期太长。EPROM兼具可编程性和稳定性,可将新芯片原型的设计时间从数天或数周缩短为数小时。而在1971 年,人们还不清楚EPROM的全部潜力。根据弗罗曼的说法,它最初被视为开发人员的利基设备:“当时的想法是把只读存储器(ROM)作为一个完整的生产设备,而一个可重新编程的存储器(例如 EPROM)可用来验证设计是否正确。”

但英特尔同年晚些时候推出的另一项技术——微处理器——改变了人们对EPROM的看法。EPROM让微处理器能够方便地编程和重新编程,对微处理器的使用起到了至关重要的作用。英特尔的EPROM业务伴随其微处理器业务一起增长,直到它最终在20世纪80年代让位于其他形式的存储器,但这些新型存储器也都建立在多夫·弗罗曼的突破性技术之上。

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