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諾獎 "選擇性失憶”的遺珠?NAND Flash 核心技術發(fā)明者—施敏

5RJg_mcuworld ? 來源:YXQ ? 2019-03-22 17:57 ? 次閱讀

一是 NAND Flash 的發(fā)明人日本電子工程學家Masuoka Fujio,另一個則是 NAND Flash 核心技術非揮發(fā)性存儲(Non-Volatile Memory)的發(fā)明者施敏。

施敏發(fā)明的非揮發(fā)性存儲技術,是現今被全球各國視為關鍵戰(zhàn)略物資 NAND Flash 閃存芯片的基礎核心,可以說,若沒有施敏,手機不可能成為我們隨身帶著走的“親密伴侶”,我們也無法人手一支 U 盤,可以隨時分享資料,傳統(tǒng)底片大企業(yè)“柯達”可能也不會走到破產的一天。

圖|施敏 (來源:DeepTech)

然而,施敏在 1967 年提出該技術時,在業(yè)界沒有掀起太大漣漪,但好技術終究不寂寞,30 年后在閃存應用的帶動下,終究大放異彩,施敏發(fā)明的非揮發(fā)性存儲技術的重要性也不斷被提及重視。

施敏,一個出生南京、成長于***、改變人類生活的傳奇人物

施敏出生于南京,成長和求學于***,之后在美國斯坦福大學獲取電機系博士學位,畢業(yè)后進入美國貝爾實驗室任職超過 20 年,他對于半導體產業(yè)的非凡成就,對比低調樸實的學術氣息,絕對是一個傳奇人物,施敏也將獲 SEMICON China 之邀,于 18 日蒞臨上海的中國半導體技術大會(CSTIC)發(fā)表演講。

施敏發(fā)明的“非揮發(fā)性存儲 Non-volatile Memory”初始想法居然是來自于“吃蛋糕”,沒有 NVM 存儲技術,就沒有今日的閃存 Flash。

1960 年時代,當時主流的存儲技術為磁圈記憶體,但磁圈記憶體的體積大又耗電,拖累計算機的效能表現,那時施敏在貝爾實驗室的同事美籍韓裔科學家姜大元先研發(fā)出至今仍廣泛被應用于集成電路中的金氧半場效電晶體(MOSFET),還不足以取代磁圈記憶體,因為存儲的資料無法長期保存于其中。

直到 1967 年的某一天,施敏看到姜大元點了一塊蛋糕,他凝視著蛋糕中間的那一層奶油,突然想到為何不在 MOSFET 中間加上一層很薄的金屬浮閘層,使得晶體管的閘極由上而下分別為金屬、氧化層、金屬浮閘層、一層較薄的氧化層,以及最下面的半導體,而中間的金屬層因為上、下都是絕緣的氧化層,在施加電壓時,可以將電子吸進去保存,改變電路的導通性,而這層金屬的上、下都是絕緣體,如果不再度施加反向電壓的話,電荷會一直保存在里面,斷電后資料也不會消失。

施敏被層層蛋糕激發(fā)了這個理論后,就開始做實驗,找出最適合做浮閘的材料,并且由當時任職的貝爾實驗室申請專利,全球首個“浮閘式非揮發(fā)性存儲“Floating-gate Non-volatile Memory”因此誕生,這也是 Flash 的前身基礎。

現在聽起來這項發(fā)明具有劃時代的貢獻成就,然 1967 年施敏研發(fā)出該技術時,并未燃起業(yè)界太多火花,可能是還不知道怎么使用,也沒人想到之后會成為 Flash 技術的基礎,沒有 NVM 技術,手機不會這么普及,Flash 更成為全球半導體產業(yè)非常重大的技術和應用。

Non-volatile Memory 是一直到 1983 年日本任天堂應用在游戲機中,讓游戲玩家在過程中可以在特定點中記錄積分,不需要游戲角色戰(zhàn)亡后又重新計算,開始被廣泛注意。接著,該技術也被用于計算機的 BIOS,讓開機速度變快,進入 1990 年代后,消費性電子時代來臨,閃存開始大放光彩。

諾獎 "選擇性失憶”? 存儲技術研究總成遺珠
此外,施敏也撰寫半導體物理學界的圣經教科書《半導體元件物理學》(Physics of Semiconductor Devices),全然源自于他對教學品質的極致要求,他希望教學用的教課書都是他自己親自寫的,足見一人的一生成就,來自于對自己高標準的要求。

圖|《半導體元件物理學》(來源:百度百科)

浮閘非揮發(fā)性記憶體自從 1967 年問世至今已經超過 50 年,它是 Flash 芯片的核心技術基礎,圍繞在我們身邊的各式消費性電子裝置都是基于該技術而誕生,你或許對施敏的名字感到陌生,但他對于人類生活的影響,遠遠超過很多知名人士。

如果見過施敏本人,就可以感受到他一生奉獻科研產業(yè),但卻低調樸實的誠懇個性,以及實事求是的嚴謹精神。

有人說,諾貝爾獎總是“選擇性失憶”,對于有關“memory”技術的發(fā)明人都未給予重視,包括 DRAM 芯片的發(fā)明人 Robert Dennard、Flash 發(fā)明人 Masuoka Fujio,以及施敏,很遺憾他們沒有獲得過諾貝爾獎提名的機會。

有人認為是因為 DRAM 和 Flash 技術是基于晶體管的發(fā)明基礎上所進行的創(chuàng)新,而晶體管的發(fā)明人已經是諾貝爾獎的得主了,但看看今日 Flash 應用之廣,影響人類生活之深遠程度,試想,所有“memory”技術相關發(fā)明人,若能獲得諾貝爾獎的關愛眼神和深入討論,其實也是實至名歸的。

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原文標題:NAND Flash核心技術傳奇發(fā)明人施敏,他是被諾獎選擇性失憶的 "遺珠”

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