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英特尔50周年 | 英特尔1101静态随机存取存储器

英特尔 知IN 2022-05-12



英特尔1101静态随机存取存储器是第一个高容量金属氧化物半导体(MOS)存储器及第一个使用硅栅的芯片。


1101的开发过程极具挑战性。金属氧化物半导体(MOS)存储器的概念基础在英特尔成立之前就已成形,但是一直没有人能找到一种在商业上可行的量产方法。


研发的任务非常艰巨。


英特尔第一个流程工程师Tom Rowe回忆道,当时遇到的最大的障碍就是在晶圆上获得较高的芯片裸片良品率(英特尔的目标是每个晶圆有20个芯片裸片)。这可能非常棘手:“每次我们刚解决完一个问题,就会发现另一个问题......我们都知道,硅栅工艺流程并不完善。我们对工艺流程进行了一次又一次的更改,更改了许多设计,但良品率仍然是每个晶圆只能出产两个芯片裸片,也就是说,这是一场商业灾难。”


然而,开发团队盯住这一个目标,不断推进。



以上芯片裸片图展示的是英特尔1101静态随机存取存储器的细节

 

设计师Les Vadasz表示:“人类首次登月时,Joel Karp和我对一大部分产品进行了重新设计。当我们忙于改进芯片时,我们在收音机里听到这样一句振奋人心的话:‘我的一小步却是人类的一大步’。”


与此同时,戈登·摩尔和Tom Rowe开始试验硅的化学双直插针脚封装,看看它们是否能够改进材料的粘合流程。


英特尔的决心取得了惊人的回报——有一天,其中一项化学实验出人意料地生成了一种晶圆,该晶圆产生了25个芯片裸片,而不是通常的2个,这使金属氧化物半导体立即超过了目标良品率。每个人都很惊讶,当Vadasz意识到发生了什么时,他激动地跳起来,一遍又一遍地大声喊道:“这是超级集成电路!”


Rowe说:“那一天,我们证实了金属氧化物半导体硅栅是行得通的。”


成功实现MOS SRAM制作流程证明了英特尔在其成立一年就找到了不同寻常的研发路径的智慧。公司一直致力于同时开发三种不同的技术——这样一来,最可行的新技术途径就会自然而然地出现,公司也会做好充分的准备。其中一种技术路径是双极SRAM,该技术造就了英特尔的第一个产品3101,但事实证明它太容易开发了,所以模仿者复制了这种方式并蚕食了英特尔的利润。第二种技术途径是多芯片存储器,事实证明它难以为继,因此被放弃了。第三种技术途径是金属氧化物半导体(MOS),该技术在技术创新与可行性之间找到了平衡。后来,摩尔说,通过“金发姑娘技术战略”,英特尔转而注重MOS的发展。


这项专为1101开发的流程技术成为了行业标准以及英特尔的关键收入来源。英特尔的首款产品3101证实了英特尔在改进成熟技术和制造工艺方面的能力,而1101则证明了英特尔开发“改变行业的新技术和全新制作流程”的能力。


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