Тим Джексон - Intel: взгляд изнутри

Среди инженеров, присутствовавших на демонстрации, был Джо Фридрих — менеджер по разработке схем из Филадельфии. Когда-то Фридрих был в хороших отношениях с Гордоном Муром и Энди Гроувом, так как он был одним из ведущих исследователей в области памяти в Fairchild. Затем его переманила к себе компания Philco Ford Electronics — это произошло незадолго до создания Intel. Однако Фридрих поддерживал отношения и с командой Intel. В 1969 году он организовал в офисе своей новой компании технический семинар так, чтобы он совпал по времени с конференцией в Филадельфии. Мур согласился провести презентацию под названием "Индустрия, построенная на песке". Число собравшихся побило все рекорды, и по дороге в аэропорт, куда Фридрих отвозил Мура, они дружески болтали.

И вот, два года спустя, Фридрих снова прибыл на конференцию, посвященную полупроводниковым схемам. На этот раз он искал работу. В феврале 1971 года компания Ford объявила своим сотрудникам, что закрывает дочернюю электронную фирму. Это было в пятницу. В понедельник о закрытии было сообщено в " Electronics News ", а во вторник Фридриху позвонил Энди Гроув и спросил, не хочет ли тот перейти в Intel. Фридрих согласился встретиться с Лесом Вадажем через две недели, когда тот приедет в Филадельфию с делегацией Intel. Сидя с Вадажем за чашкой кофе, Фридрих спросил, над чем он сможет работать, если перейдет в новую компанию. "Посмотри презентацию Дова Фромана, — сказал Вадаж. — Она все объяснит".

После просмотра фильма Фридриха уговаривать не пришлось. Через два месяца, отметив тридцать третий день рождения, он перевез жену и четверых детей в Калифорнию и приступил к работе в Intel. Здесь Фридриха ждали плохие новости. EPROM был запущен в производство под серийным номером 1702, но выход продукции был ужасно низким. В среднем из двух пластин получалась только одна хорошая схема, и на каждое работающее устройство приходилось более сотни недействующих устройств, которые можно было выбрасывать. Вряд ли в этом была вина Фромана. Стараясь не повторить внутреннюю политику Fairchild, направленную на то, чтобы держать взаперти в лабораториях множество хороших идей, Intel практически возвела в ранг религии, что тот, кто разрабатывал технологию, должен отвечать и за внедрение ее в коммерческое производство. Однако Фроман был физиком, а не разработчиком схем, поэтому в деле увеличения выхода продукции и изменения процесса он не был специалистом.

Фридрих занялся этой задачей со всем усердием, какого только мог желать Энди Гроув. Он разработал собственные тестовые программы и тестовые установки. Затем он переработал саму схему, чтобы снизить потребление энергии. Для этого ему пришлось изменить ее соединение с параллельного на последовательное и включить в нее усилитель чувствительности. Следующей его целью было "охарактеризовать" поведение устройства. "Если вы не можете осмыслить это теоретически, — говорил он впоследствии, — вам придется понять это эмпирически". На практике это означало, что к каждой хорошей схеме Фридрих применял токи разной силы и напряжения и наблюдал, что при этом происходило. Неделя за неделей ой перебирал комбинации, аккуратно записывая результаты измерения их электрического поведения.

Подход Фридриха разительно контрастировал с подходом Джона Рида. Этот инженер ушел после конфликта с Лесом Вадажем, возникшего в процессе работы над чипом 1103. Однажды Рид записал в своем лабораторном блокноте: "Устройство ведет себя забавно". По этому поводу Вадаж презрительно спрашивал в отзыве о его работе: "Что это значит, черт возьми?". Фридриха нельзя было упрекнуть в небрежности. Сказать, что схема ведет себя "забавно", он просто не мог. Ему требовалось знать точно, как забавно, в каком отношении и как долго.

Сидя над новой разработкой схемы и скрупулезно изучая ее поведение, Фридрих пришел к выводу, что EPROM нормально работает в двух режимах. Для считывания записанных на чипе данных ему требовалось два источника питания, напряжением +5 и -12 вольт. Однако, чтобы запрограммировать устройство, записав на него данные, Фридриху необходимо было более высокое отрицательное напряжение. Проблема состояла в том, что это напряжение надо было выдерживать очень точно, чтобы операция записи работала. На пару вольт меньше — и данные не записывались на чип; на пару вольт больше — и оксид разрушался и затирал устройство. Уровень технологии, существовавший в Intel, не всегда обеспечивал постоянное напряжение при записи для миллионов чипов, которые потенциально могли сходить с линии. Так как потребителю не будет известно уникальное напряжение для каждого устройства, он может испортить половину чипов при первом же применении.

Однако результаты исследований Фридриха оказались поразительными. Если он пропускал через устройство очень высокое отрицательное напряжение (этот процесс он назвал "выгуливанием"), то с устройством становилось легче работать. Вместо того чтобы использовать напряжение, рискованно близкое к разрушающему, для успешной записи данных теперь можно было применять гораздо более низкое напряжение. В результате диапазон допустимых значений расширялся настолько, что даже при непредсказуемом производстве уровня 1971 года гораздо больший процент чипов, сходящих с линии, оказывался годным. В подтверждение этого первый же комплект пластин дал потрясающее увеличение выхода: с половины чипа до 60 чипов на пластину.

Только позднее, когда было проведено более полное исследование теории устройства, Фридрих смог понять, почему "выгуливание" нетронутого устройства оказывало такое влияние на его дальнейшее поведение. В 1971-м же достаточно было знать, что это так. Intel смогла запустить в производство модифицированную версию EPROM под серийным номером 1702а, которая давала такой постоянно высокий выход годной продукции, что ее себестоимость снизилась на несколько порядков по сравнению с предшествующей. Когда процесс стабилизировался, себестоимость EPROM упала настолько, что сам чип стал стоить меньше, чем его упаковка. (Поскольку в керамическом корпусе EPROM должно было быть специальное окошечко сверху для пропускания ультрафиолетовых лучей, необходимых для перепрограммирования, каждый корпус стоил больше 10 дол.) В результате усилий Фридриха общая себестоимость устройства упала ниже 30 дол., хотя продавалось оно по 100 дол.

Как только устройство было запущено в производство, Мур, Нойс и Гроув поняли, что имеют дело с победителем. Однако были еще два фактора, которые сделали технологию EPROM даже более успешной, чем можно было себе представить. Во-первых, приблизительно в то же самое время Intel вышла на рынок с микропроцессором. Всякий раз, когда потребитель разрабатывал новый продукт, использующий интеллект микропроцессора (такой, например, как калькулятор Busicom, который стал движущей силой первоначального проекта), ему требовалась постоянная память, чтобы хранить программу, управляющую процессором. При работе над прототипом лучше было иметь EPROM, а не стандартную память, так как в этом случае ошибки можно было устранять немедленно. Intel ожидала, что после завершения работы над прототипом потребитель снова вернется к более дешевой базовой ROM для заказа в промышленных объемах. Но, к радости коммерческих агентов фирмы, потребители повели себя иначе. Привыкнув к удобству, позволяющему заносить данные в EPROM за считанные минуты, они не хотели возвращаться назад. Инженеры тех компаний, которым Intel продавала свои устройства, могли обосновать покупку более дорогих чипов тем, что это позволит им выйти на рынок с новым продуктом значительно быстрее, а также оперативно вносить улучшения в имеющиеся продукты. Конечно, это стоило дороже, чем использование стандартной ROM. Однако новые чипы часто входили в состав высокотехнологичных продуктов, за которые конечные потребители и без этого платили дорого, так что дополнительная стоимость была незаметна.