Intel: взгляд изнутри - Тим Джексон

Мэй знал, что керамическая упаковка, используемая в полупроводниковой промышленности, немного радиоактивна. Предположим, сказал он себе, что эта радиоактивность связана со случайными ошибками в битах. Распадающиеся радиоактивные элементы излучают три типа частиц, которые могут оказаться причиной: альфа, бета и гамма. Альфа-частицы движутся очень медленно, почти как тяжелые шары для боулинга, но их может легко остановить даже лист бумаги. Чтобы остановить более мелкие бета-частицы, нужен слой алюминия толщиной в 1 см, а для защиты от гамма-лучей — метр бетона. Потратив полчаса на поиски в учебнике, а затем произведя вычисления на своем программируемом калькуляторе от Hewlett-Packard, Мэй нашел ответ. Чипы моделей 1976 года были так миниатюрны, что для хранения электрического заряда, представлявшего разницу между 0 и 1, требовалось меньше миллиона электронов. В то же время одна альфа-частица могла произвести эффект, соответствующий заряду 1,5 млн. электронов.

На следующий день Мэй влетел в лабораторию и взял два коробки с 4-Кбайт чипами. В одну он выбрал работающие — с бело-золотой упаковкой, в другую неисправные — упакованные в черную керамику. Он отнес их на сборку и поместил в машину, выявляющую негерметичность путем закачки криптона в камеру с чипами. В данном случае Мэя криптон не интересовал — ему просто нужно было воспользоваться датчиком радиации, имевшимся в машине. Он положил хорошие чипы в покрытое свинцовыми полосами углубление, нажал кнопку и аккуратно записал уровень радиации. Затем на место белых чипов поместил черные и снова нажал кнопку.

"Стрелка оказалась практически в прямо противоположном положении, — вспоминает он, — Эврика! Ошибки были связаны с уровнем радиоактивности".

Дальнейшие эксперименты подтвердили гипотезу о том, что проблема с упаковкой вызвана радиоактивностью, а не отсутствием герметичности. Мэй провел сравнение, проверив на наличие ошибок четыре платы с белыми чипами и четыре с черными: сбой давали черные. Когда он поместил черные заглушки на белые чипы, эти чипы также дали сбой. Тогда он снова поместил черные заглушки, но уже обернул их слоем экранирующей ленты, более толстым, чем лист бумаги, который задерживает альфа-частицы, — чипы снова работали нормально. Для большей убедительности Мэй попросил своего приятеля вскрыть датчик дыма. Извлекать даже малейшее количество находящегося внутри радиоактивного элемента америция-241 было запрещено, но результат оказался потрясающим: в присутствии радиоактивного элемента и хорошие чипы стали давать сбои. Наконец, у одного научного сотрудника Intel — страстного коллекционера минералов — реквизировали большой кусок урановой руды. Радиоактивности этого куска, чистота которого составляла около 30 %, оказалось достаточно для того, чтобы построить диаграмму: по одной оси — количество альфа-частиц, по другой — количество ошибок. При значениях более десяти порядков получалась прямая линия. Следовательно, полупроводниковый бизнес еще не натолкнулся на природную стену, препятствующую дальнейшей миниатюризации. Все дело было в радиоактивных элементах в корпусе, которые выбрасывали частицы, вызывавшие сбои.

Решать проблему предполагалось в два этапа. На первом нужно было изменить работу устройств таким образом, чтобы в каждой ячейке хранился более высокий заряд, что снизило бы чувствительность чипов к альфа-излучению, на втором — заменить керамику, использовавшуюся в корпусах.

Поскольку исследование Мэя обеспечивало преимущество в борьбе с конкурентами, Intel не хотела оказывать остальным представителям индустрии никакой помощи в этом вопросе. Поэтому она связалась со своим основным поставщиком упаковки — японской фирмой Куосега — и на условиях соглашения о соблюдении строгой секретности сообщила им об открытии Мэя. Куосега изменила состав поставляемой Intel керамики так, чтобы она больше не излучала радиацию. Крэйг Барретт с группой торговых представителей компании отправился в офис Western Electric в Денвер, чтобы объяснить, почему чипы, поставленные Intel для телефонного коммутатора, оказались ненадежными. Он вернулся в довольном настроении. "Мы просто выкинули эти чипы", — сказал он. IBM и еще пара основных потребителей также получили информацию при условии ее неразглашения.

Это держалось в секрете год, пока к Intel не обратились исследователи из Western Electric с угрозой, что они объявят миру об открытии, если Intel не захочет сама это сделать. Инженеры Intel решили, что теперь самое время для укрепления собственной репутации провести презентацию открытия на научной конференции по физике надежности. Однако отдел маркетинга был категорически против. Один из высших руководителей, который, как и Эд Гелбах, пришел в Intel из Texas Instruments, не мог примириться с мыслью, что Intel должна так легко отдать свое преимущество его бывшим работодателям.

— Черта с два, — говорил он, — мы дадим TI сосать эту титьку. Я не хочу, чтобы какие-то дешевые инженеры вроде Мэя делали это.

Но в конце концов отдел маркетинга сдался. Мэй провел свою презентацию и получил награду за лучший доклад на конференции. Intel больше не держала в секрете открытие об альфа-частицах, впрочем, фирма и так получила ценное преимущество в один год перед остальной индустрией.

20. Ошибка с "Microma"

В 1979 году прямое соревнование еще не стало привычным для Intel. В первое десятилетие своего существования компания добивалась процветания, направляя усилия на разработку совершенно новых продуктов. Кроме того, она научилась управлять сложными процессами и выпускать продукты в коммерческих объемах. Intel принадлежит честь открытия первого чипа памяти, первого DRAM и EPROM, а также первого микропроцессора. Это четыре наиболее важных изобретения десятилетия. Но компания уступала большинству конкурентов в себестоимости, качестве, услугах и сроках поставок. В результате такой неопытности Intel стала терять технологическое лидерство, начала совершать ошибки.

Первые признаки этой проблемы начали проявляться на рынке устройств DRAM, которые Intel и изобрела. Ее чип DRAM объемом 1 Кбайт — 1103-й — оставался единственным на рынке в течение почти двух лет и принес прибыль, позволившую компании вложить средства в разработку микропроцессора. В поколении чипов памяти объемом 4 Кбайт (вместимость от поколения к поколению возрастала в четыре раза) молодая компания Mostek, отделившаяся от Texas Instruments, опередила Intel. К приходу поколения чипов объемом 16 Кбайт Intel определенно потеряла лидерство на рынке: разработка, ставшая стандартом для индустрии, принадлежала другой компании, a Intel начала производить эти чипы позже и их себестоимость была выше. Только беспрецедентно быстрый рост рынка позволял Intel, несмотря на все эти проблемы, квартал за кварталом демонстрировать блестящие результаты в области производства устройств памяти.