Chi ha inventato il chip Intel 1103 DRAM?

La società di nuova costituzione Intel pubblicò pubblicamente la 1103, la prima DRAM - memoria dinamica ad accesso casuale - nel 1970. Era il chip di memoria a semiconduttore più venduto al mondo nel 1972, sconfiggendo la memoria del tipo di nucleo magnetico. Il primo computer disponibile in commercio che utilizzava la 1103 era la serie HP 9800.

Memoria principale 

Jay Forrester inventò la memoria principale nel 1949 e divenne la forma dominante della memoria del computer negli anni '50. Rimase in uso fino alla fine degli anni '70. Secondo una conferenza pubblica tenuta da Philip Machanick all'Università del Witwatersrand:

"Un materiale magnetico può avere la sua magnetizzazione alterata da un campo elettrico. Se il campo non è abbastanza forte, il magnetismo è invariato. Questo principio consente di cambiare un singolo pezzo di materiale magnetico - una piccola ciambella chiamata core - cablata in una griglia, facendo passare metà della corrente necessaria per cambiarla attraverso due fili che si intersecano solo in quel nucleo. "

La DRAM a un transistor

Il Dr. Robert H. Dennard, un membro dell'IBM Thomas J. Watson Research Center, creò la DRAM a un transistor nel 1966. Dennard e il suo team stavano lavorando su transistor a effetto di campo e circuiti integrati. I chip di memoria hanno attirato la sua attenzione quando ha visto le ricerche di un'altra squadra sulla memoria magnetica a film sottile. Dennard afferma di essere tornato a casa e di avere le idee di base per la creazione di DRAM nel giro di poche ore. Ha lavorato sulle sue idee per una cella di memoria più semplice che utilizzava solo un singolo transistor e un piccolo condensatore. IBM e Dennard ottennero un brevetto per DRAM nel 1968.

Memoria ad accesso casuale 

La RAM sta per memoria ad accesso casuale - memoria a cui è possibile accedere o scrivere in modo casuale in modo che qualsiasi byte o pezzo di memoria possa essere utilizzato senza accedere agli altri byte o pezzi di memoria. All'epoca esistevano due tipi base di RAM: RAM dinamica (DRAM) e RAM statica (SRAM). La DRAM deve essere aggiornata migliaia di volte al secondo. SRAM è più veloce perché non deve essere aggiornato.  

Entrambi i tipi di RAM sono volatili: perdono il loro contenuto quando viene spenta. Fairchild Corporation ha inventato il primo chip SRAM da 256 k nel 1970. Di recente sono stati progettati diversi nuovi tipi di chip RAM.

John Reed e il team Intel 1103 

John Reed, ora a capo di The Reed Company, faceva parte del team Intel 1103. Reed ha offerto i seguenti ricordi sullo sviluppo di Intel 1103:

"L'invenzione?" A quei tempi, Intel - o pochi altri, del resto - si stavano concentrando su come ottenere brevetti o realizzare "invenzioni". Erano alla disperata ricerca di nuovi prodotti sul mercato e di iniziare a raccogliere i profitti. Quindi lascia che ti dica come è nato e cresciuto l'i1103.

Intorno al 1969, William Regitz di Honeywell fece ricerche sulle società di semiconduttori degli Stati Uniti in cerca di qualcuno da condividere nello sviluppo di un circuito di memoria dinamica basato su una nuova cella a tre transistor che lui o uno dei suoi collaboratori avevano inventato. Questa cella era di tipo "1X, 2Y" disposta con un contatto "a contatto" per collegare lo scarico del transistor di passaggio al gate dell'interruttore di corrente della cella. 

Regitz ha parlato con molte aziende, ma Intel si è davvero entusiasta delle possibilità qui e ha deciso di andare avanti con un programma di sviluppo. Inoltre, mentre Regitz aveva originariamente proposto un chip a 512 bit, Intel ha deciso che sarebbero stati possibili 1.024 bit. E così è iniziato il programma. Joel Karp di Intel era il progettista del circuito e ha lavorato a stretto contatto con Regitz per tutto il programma. È culminato in unità di lavoro reali e un documento è stato fornito su questo dispositivo, l'i1102, alla conferenza ISSCC del 1970 a Filadelfia. 

Intel ha imparato diverse lezioni dall'i1102, in particolare:

1. Le celle DRAM necessitavano di distorsione del substrato. Ciò ha generato il pacchetto DIP a 18 pin.

2. Il contatto "butting" era un problema tecnologico difficile da risolvere e i rendimenti erano bassi.

3. Il segnale stroboscopico multilivello "IVG" reso necessario dal circuito delle celle "1X, 2Y" ha fatto sì che i dispositivi avessero margini operativi molto piccoli.

Sebbene continuassero a sviluppare l'i1102, era necessario esaminare altre tecniche cellulari. Ted Hoff aveva precedentemente proposto tutti i modi possibili per collegare tre transistor in una cella DRAM e qualcuno ha dato un'occhiata più da vicino alla cella "2X, 2Y" in quel momento. Penso che potrebbe essere stato Karp e / o Leslie Vadasz - non ero ancora venuto a Intel. L'idea di usare un "contatto sepolto" fu applicata, probabilmente dal guru del processo Tom Rowe, e questa cellula divenne sempre più attraente. Potrebbe potenzialmente eliminare sia il problema del contatto di spinta che il suddetto requisito di segnale multi-livello e produrre una cella più piccola per l'avvio! 

Quindi Vadasz e Karp hanno delineato uno schema di un'alternativa i1102 di nascosto, perché questa non era esattamente una decisione popolare con Honeywell. Hanno assegnato il compito di progettare il chip a Bob Abbott qualche tempo prima che io venissi sulla scena nel giugno 1970. Ha iniziato il design e lo ha preparato. Ho assunto il progetto dopo che le maschere "200X" iniziali erano state riprese dai layout originali in mylar. Il mio compito era far evolvere il prodotto da lì, il che non era un compito da solo.

È difficile fare una breve storia, ma i primi chip di silicio dell'i1103 erano praticamente non funzionali fino a quando non fu scoperto che la sovrapposizione tra l'orologio 'PRECH' e l'orologio 'CENABLE' - il famoso parametro 'Tov' - era molto critico a causa della nostra mancanza di comprensione della dinamica cellulare interna. Questa scoperta è stata fatta dall'ingegnere di test George Staudacher. Tuttavia, comprendendo questa debolezza, ho caratterizzato i dispositivi disponibili e abbiamo redatto una scheda tecnica. 

A causa delle basse rese che stavamo vedendo a causa del problema "Tov", Vadasz e io abbiamo raccomandato al management di Intel che il prodotto non fosse pronto per il mercato. Ma Bob Graham, allora Intel Marketing V.P., la pensava diversamente. Ha spinto per un'introduzione precoce - sui nostri cadaveri, per così dire. 

L'Intel i1103 è arrivato sul mercato nell'ottobre del 1970. La domanda era forte dopo l'introduzione del prodotto ed era mio compito evolvere il design per una migliore resa. L'ho fatto in più fasi, apportando miglioramenti ad ogni nuova generazione di maschere fino alla revisione "E" delle maschere, a quel punto l'i1103 stava cedendo e ottenendo buoni risultati. Questo mio primo lavoro ha stabilito un paio di cose:

1. Sulla base della mia analisi di quattro serie di dispositivi, il tempo di aggiornamento è stato impostato su due millisecondi. I multipli binari di quella caratterizzazione iniziale sono ancora lo standard fino ad oggi.

2. Sono stato probabilmente il primo designer a utilizzare transistor Si-gate come condensatori bootstrap. I miei set di maschere in evoluzione avevano diversi di questi per migliorare prestazioni e margini.

E questo è tutto ciò che posso dire sull'invenzione di Intel 1103. Dirò che "ottenere invenzioni" non era un valore tra noi progettisti di circuiti di quei giorni. Sono stato nominato personalmente su 14 brevetti relativi alla memoria, ma a quei tempi, sono sicuro di aver inventato molte altre tecniche nel corso dello sviluppo e della commercializzazione di un circuito senza smettere di divulgare. Il fatto che la stessa Intel non si preoccupasse dei brevetti fino a quando "troppo tardi" è dimostrato nel mio caso dai quattro o cinque brevetti che mi sono stati assegnati, richiesti e assegnati a due anni dopo che ho lasciato l'azienda alla fine del 1971! Guarda uno di loro e mi vedrai elencato come un dipendente Intel! "