Wer hat den Intel 1103 DRAM-Chip erfunden?

Das neu gegründete Intel-Unternehmen veröffentlichte 1970 den 1103, den ersten DRAM-dynamischen Direktzugriffsspeicher-Chip. Er war 1972 der weltweit meistverkaufte Halbleiterspeicher-Chip und besiegte den Magnetkern-Speicher. Der erste im Handel erhältliche Computer mit dem 1103 war der HP 9800.

Kernspeicher 

Jay Forrester erfand 1949 das Kerngedächtnis und es wurde in den 1950er Jahren die dominierende Form des Computerspeichers. Es blieb bis in die späten 1970er Jahre in Gebrauch. Nach einem öffentlichen Vortrag von Philip Machanick an der University of the Witwatersrand:

"Die Magnetisierung eines magnetischen Materials kann durch ein elektrisches Feld geändert werden. Wenn das Feld nicht stark genug ist, bleibt der Magnetismus unverändert. Dieses Prinzip ermöglicht es, ein einzelnes Stück magnetischen Materials zu ändern - einen kleinen Ring, der als kernverdrahtet bezeichnet wird in ein Gitter durch Leiten der Hälfte des Stroms, der benötigt wird, um ihn durch zwei Drähte zu ändern, die sich nur in diesem Kern schneiden. "

Der Ein-Transistor-DRAM

Dr. Robert H. Dennard, ein Fellow am IBM Thomas J. Watson-Forschungszentrum, schuf 1966 den Ein-Transistor-DRAM. Dennard und sein Team arbeiteten an frühen Feldeffekttransistoren und integrierten Schaltkreisen. Speicherchips erregten seine Aufmerksamkeit, als er die Forschungen eines anderen Teams mit Dünnschicht-Magnetspeichern sah. Dennard behauptet, er sei nach Hause gegangen und habe innerhalb weniger Stunden die Grundideen für die Erstellung von DRAM erhalten. Er arbeitete an seinen Ideen für eine einfachere Speicherzelle, die nur einen einzelnen Transistor und einen kleinen Kondensator verwendete. IBM und Dennard erhielten 1968 ein Patent für DRAM.

Arbeitsspeicher 

RAM steht für Random Access Memory (Direktzugriffsspeicher) - Speicher, auf den nach dem Zufallsprinzip zugegriffen oder geschrieben werden kann, sodass jedes Byte oder Teil des Speichers verwendet werden kann, ohne auf die anderen Bytes oder Teile des Speichers zuzugreifen. Zu dieser Zeit gab es zwei Grundtypen von RAM: dynamisches RAM (DRAM) und statisches RAM (SRAM). DRAM muss tausende Male pro Sekunde aktualisiert werden. SRAM ist schneller, weil es nicht aktualisiert werden muss.  

Beide Arten von RAM sind flüchtig - sie verlieren ihren Inhalt, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet wird. Die Fairchild Corporation erfand 1970 den ersten 256-k-SRAM-Chip. Vor kurzem wurden mehrere neue Arten von RAM-Chips entwickelt.

John Reed und das Intel 1103 Team 

John Reed, jetzt Leiter der Reed Company, war einst Teil des Intel 1103-Teams. Reed bot folgende Erinnerungen an die Entwicklung des Intel 1103:

"Die Erfindung?" In jenen Tagen konzentrierte sich Intel - oder zumindest einige andere - darauf, Patente zu erhalten oder „Erfindungen“ zu machen. Sie wollten unbedingt neue Produkte auf den Markt bringen und die Gewinne einbringen. Lassen Sie mich Ihnen erzählen, wie der i1103 geboren und aufgewachsen ist.

Ungefähr 1969 hat William Regitz von Honeywell die Halbleiterfirmen in den USA auf der Suche nach einer Beteiligung an der Entwicklung einer dynamischen Speicherschaltung auf der Basis einer neuartigen Drei-Transistor-Zelle, die er - oder einer seiner Mitarbeiter - erfunden hatte, beauftragt. Diese Zelle war vom Typ "1X, 2Y" mit einem "Stoß" -Kontakt zum Verbinden des Durchgangstransistor-Drain mit dem Gate des Stromschalters der Zelle. 

Regitz sprach mit vielen Unternehmen, aber Intel war sehr aufgeregt über die Möglichkeiten und entschied sich für ein Entwicklungsprogramm. Während Regitz ursprünglich einen 512-Bit-Chip vorgeschlagen hatte, entschied Intel, dass 1.024 Bit machbar wären. Und so begann das Programm. Joel Karp von Intel war der Schaltungsdesigner und arbeitete während des gesamten Programms eng mit Regitz zusammen. Es gipfelte in tatsächlichen Arbeitseinheiten, und auf der ISSCC-Konferenz 1970 in Philadelphia wurde ein Artikel über dieses Gerät, den i1102, veröffentlicht. 

Intel hat aus dem i1102 mehrere Lektionen gelernt, nämlich:

1. DRAM-Zellen benötigten eine Substratvorspannung. Dies brachte das 18-polige DIP-Gehäuse hervor.

2. Der Stoßkontakt war ein schwieriges technologisches Problem, und die Ausbeuten waren niedrig.

3. Das Mehrpegel-Zellen-Strobe-Signal 'IVG', das durch die Zellenschaltung '1X, 2Y' erforderlich wurde, verursachte, dass die Vorrichtungen sehr kleine Betriebsspielräume hatten.

Obwohl sie den i1102 weiterentwickelten, mussten andere Zelltechniken untersucht werden. Ted Hoff hatte zuvor alle möglichen Arten der Verdrahtung von drei Transistoren in einer DRAM-Zelle vorgeschlagen, und zu diesem Zeitpunkt hat sich jemand die '2X, 2Y'-Zelle genauer angesehen. Ich denke, es könnte Karp und / oder Leslie Vadasz gewesen sein - ich war noch nicht zu Intel gekommen. Die Idee, einen "vergrabenen Kontakt" zu verwenden, wurde wahrscheinlich vom Prozessguru Tom Rowe angewendet, und diese Zelle wurde immer attraktiver. Es könnte möglicherweise sowohl das Problem des Stoßkontakts als auch die oben erwähnte Mehrpegelsignalanforderung beseitigen und eine kleinere zu bootende Zelle ergeben! 

Vadasz und Karp entwarfen also eine schematische Darstellung einer i1102-Alternative, da dies bei Honeywell nicht gerade eine beliebte Entscheidung war. Sie haben Bob Abbott die Aufgabe übertragen, den Chip zu entwerfen, bevor ich im Juni 1970 in die Szene kam. Er hat das Design initiiert und es entworfen. Ich übernahm das Projekt, nachdem anfängliche '200X'-Masken aus den ursprünglichen Mylar-Layouts erstellt worden waren. Es war meine Aufgabe, das Produkt von dort aus weiterzuentwickeln, was an sich keine leichte Aufgabe war.

Es ist schwer, eine lange Geschichte kurz zu fassen, aber die ersten Siliziumchips des i1103 waren praktisch nicht funktionsfähig, bis festgestellt wurde, dass die Überlappung zwischen der 'PRECH'-Uhr und der' CENABLE'-Uhr - dem berühmten 'Tov'-Parameter - bestand sehr kritisch aufgrund unseres Mangels an Verständnis der internen Zelldynamik. Diese Entdeckung machte Testingenieur George Staudacher. Trotzdem habe ich diese Schwäche verstanden, die vorhandenen Geräte charakterisiert und ein Datenblatt erstellt. 

Aufgrund der geringen Erträge, die wir aufgrund des "Tov" -Problems sahen, empfahlen Vadasz und ich dem Intel-Management, das Produkt nicht marktreif zu machen. Aber Bob Graham, damals Intel Marketing V.P., dachte anders. Er drängte auf eine frühe Einführung - sozusagen über unsere Leichen. 

Der Intel i1103 kam im Oktober 1970 auf den Markt. Nach der Produkteinführung war die Nachfrage stark, und es war meine Aufgabe, das Design für eine bessere Ausbeute zu entwickeln. Ich habe dies schrittweise durchgeführt und Verbesserungen bei jeder neuen Maskengeneration vorgenommen, bis die 'E'-Revision der Masken durchgeführt wurde. Zu diesem Zeitpunkt hat der i1103 gute Ergebnisse erzielt und eine gute Leistung erbracht. Diese frühe Arbeit von mir hat ein paar Dinge festgestellt:

1. Basierend auf meiner Analyse von vier Geräteläufen wurde die Aktualisierungszeit auf zwei Millisekunden festgelegt. Binäre Vielfache dieser ursprünglichen Charakterisierung sind bis heute der Standard.

2. Ich war wahrscheinlich der erste Designer, der Si-Gate-Transistoren als Bootstrap-Kondensatoren verwendete. Meine sich entwickelnden Maskensätze enthielten mehrere davon, um die Leistung und die Ränder zu verbessern.

Und das ist alles, was ich über die Erfindung des Intel 1103 sagen kann. Ich werde sagen, dass das Erhalten von Erfindungen für uns damalige Schaltungsdesigner einfach kein Wert war. Ich persönlich bin in 14 speicherbezogenen Patenten genannt, aber ich bin sicher, dass ich in jenen Tagen viel mehr Techniken erfunden habe, um eine Schaltung zu entwickeln und auf den Markt zu bringen, ohne aufhören zu müssen, irgendwelche Angaben zu machen. Die Tatsache, dass sich Intel selbst bis „zu spät“ um Patente gekümmert hat, zeigt sich in meinem eigenen Fall in den vier oder fünf Patenten, die ich zwei Jahre nach meinem Ausscheiden aus dem Unternehmen Ende 1971 erteilt, angemeldet und abgetreten habe! Wenn Sie sich einen davon ansehen, werden Sie sehen, dass ich als Intel-Mitarbeiter aufgeführt bin! "