Историк компьютеров и энтузиаст реверс-инжиниринга микросхем Кен Ширрифф нашёл в компьютере HP, датированном 1977 годом, загадочный прозрачный чип. Он выяснил, что микросхема представляет собой кремний-на-сапфире и выступает вспомогательным компонентом контроллера гибких дисков.righto.com
Ширрифф обнаружил этот чип в печатной плате контроллера флоппи-дисковода, расположенной между интерфейсной шиной HP (HP-IB) и процессором Z80. По его словам, микросхема кремний-на-сапфире в своё время использовалась во многих продуктах HP. «Она обрабатывает протокол шины и буферизует данные между интерфейсной шиной и микропроцессором устройства», — пояснил исследователь.
В этом чипе тонкий слой кремния наносится на сапфировую подложку для формирования схемы. Кремний относится к N-типу и при необходимости преобразуется в P-тип путём ионной имплантации. Сверху формируются слой металлической проводки, а также транзисторы с металлическим затвором. На схеме ниже показано поперечное сечение схемы.righto.com
Ширрифф подчёркивает, что микросхемы, изготовленные таким образом, существуют с 1963 года или ранее. Ярким примером «кремния-на-сапфире» является процессор RCA 1802, используемый на космическом зонде «Галилео», изучавшем Юпитер и его спутники. HP MC2 / Hewlett-Packard Journal,1977 год
Энтузиаст также подробно описал некоторые особенности кремния-на-сапфире, такие как сапфировая подложка в качестве изолятора. Судя по всему, такая конструкция «уменьшает ёмкость между транзисторами, улучшая производительность». Более того, изоляционные свойства сапфира могут предотвращать блуждающие токи и защищать от короткого замыкания с низким импедансом и воздействия радиации.
Ширрифф исследовал логические элементы чипа, буферы FIFO и декодер, который выбирает тот или иной регистр на основе адресных строк. Составное изображение кристалла чипа PHI, сделанное с помощью микроскопа / righto.com
Компьютерный историк делает вывод, что эта микросхема «интересна как пример «технологии будущего, которая не совсем оправдала себя».
Ширрифф также сравнивает процессоры конца 70-х годов, построенные на основе кремния на сапфире, с обычным кремнием с точки зрения энергопотребления и тактовой частоты. Он отмечает, что первые превосходят вторые. Однако кремний-на-сапфире имел низкий выход (всего 9%) и высокую стоимость.
Источник новости: habr.com
