可擦除可編程只讀存儲器是怎樣發(fā)明的？

作為現(xiàn)代最重要的發(fā)明之一，可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）的問世要從一次質(zhì)量控制問題說起。

1969年秋天，英特爾的1101靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM）出現(xiàn)了可靠性問題，它是第一款使用金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）技術(shù)的量產(chǎn)芯片。當(dāng)時(shí)剛剛離開仙童半導(dǎo)體公司加入英特爾的多夫·弗羅曼受命調(diào)查這一問題。而他的調(diào)查結(jié)果促成了可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）的發(fā)明。

多夫·弗羅曼（Dov Frohman）（右）與同事合影（日期不詳）

弗羅曼發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，1101中的二氧化硅絕緣體會從金屬部件中吸收電子并保存電荷，而這會對設(shè)備功能造成干擾。他開始著手解決這個(gè)問題，但同時(shí)，他慢慢意識到，這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)也許可以為他所用。如果他能夠引導(dǎo)并掌控二氧化硅保存電荷的能力，那么他就可以制造出一個(gè)既可以實(shí)現(xiàn)電子編程，又能在沒有持續(xù)供電時(shí)保存信息的芯片。此外，可以通過將芯片暴露于中和電荷的外力來擦除信息——弗羅曼最終選擇了紫外光——使該芯片兼具可擦除和非易失性的特性。

可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）的封裝形式

可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）的裸片

1971年2月，弗羅曼在費(fèi)城的固態(tài)電路會議上首次展示了EPROM的原型。戈登·摩爾（Gordon Moore）回憶起EPROM在費(fèi)城的初次亮相時(shí)說：“多夫在一段影像中展示了EPROM存儲單元中的位元圖案。當(dāng)存儲單元暴露于紫外光下時(shí)，這些位元一個(gè)接一個(gè)地剝落，直到最后只剩下大家熟悉的英特爾標(biāo)識?！辉粋€(gè)接一個(gè)地落下，當(dāng)最后一個(gè)位元消失時(shí)，觀眾席爆發(fā)出熱烈的掌聲。多夫的論文被評為該會議最佳論文?！?/p>

EPROM解決了困擾開發(fā)人員多年的一個(gè)問題：新芯片原型的設(shè)計(jì)周期太長。EPROM兼具可編程性和穩(wěn)定性，可將新芯片原型的設(shè)計(jì)時(shí)間從數(shù)天或數(shù)周縮短為數(shù)小時(shí)。而在1971 年，人們還不清楚EPROM的全部潛力。根據(jù)弗羅曼的說法，它最初被視為開發(fā)人員的利基設(shè)備：“當(dāng)時(shí)的想法是把只讀存儲器（ROM）作為一個(gè)完整的生產(chǎn)設(shè)備，而一個(gè)可重新編程的存儲器（例如 EPROM）可用來驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確?！?/p>

但英特爾同年晚些時(shí)候推出的另一項(xiàng)技術(shù)——微處理器——改變了人們對EPROM的看法。EPROM讓微處理器能夠方便地編程和重新編程，對微處理器的使用起到了至關(guān)重要的作用。英特爾的EPROM業(yè)務(wù)伴隨其微處理器業(yè)務(wù)一起增長，直到它最終在20世紀(jì)80年代讓位于其他形式的存儲器，但這些新型存儲器也都建立在多夫·弗羅曼的突破性技術(shù)之上。