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Seit Beginn der elektronischen Revolution haben Halbleiterspeicher eine wesentliche Rolle gespielt. Im Großen und Ganzen kann das Gedächtnis in zwei Kategorien eingeteilt werden: Nichtflüchtiger Speicher, der seinen Inhalt behält, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, und flüchtiger Speicher, der seinen Inhalt verliert, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. In diesem ersten Beitrag der Halbleiterspeicherserie von Rochester Electronics werfen wir einen Blick zurück auf die Ursprünge des nichtflüchtigen Speichers.
Die erste nichtflüchtige Halbleiterlösung war das PROM (Programmable Read-Only Memory), zusammen mit dem eng verwandten EPROM (Erasable PROM). Die ursprüngliche PROM-Technologie wurde 1967 von den Bell Labs vorgeschlagen und 1971 von Intel weiterentwickelt
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Ursprünglich gab es zwei Arten von EPROMs: eine einmalig programmierbare Version und eine Version, die ultraviolettes (UV) Licht zum Löschen des Speicherinhalts verwendet. Die mit UV-Licht löschbare Version war besonders hilfreich, um Designänderungen während der Prototyp- und Entwicklungsphase zu ermöglichen.
Die erste praktische und leicht herstellbare Version war nur 256 Byte groß, was für heutige Verhältnisse erstaunlich wenig ist. Bald verkauften auch andere namhafte Anbieter ihre eigenen Komponenten: AMD, Intel, Fujitsu, Hitachi, Macronix, Atmel und Texas Instruments.
Konkurrierende Anbieter brachten Fortschritte bei der Speicherdichte, niedrigere Spannungen und zusätzliche Gehäuseoptionen auf den Markt.
Eine der Hauptschwierigkeiten von EPROMs bestand darin, dass die Neuprogrammierung mit UV-Licht umständlich war, da spezielle Ausstattung benötigt wurde. Das Problem wurde mit der Entwicklung von EEPROMs (Electrically Programmable EPROM) behoben, da die Neuprogrammierung schneller und zuverlässiger wurde und auf der Platine erfolgen konnte. Diese Technologie wurde ursprünglich von Solid State Devices im Jahr 1972 entwickelt und von einer Reihe von Unternehmen wie Hughes Aircraft, Fairchild und Siemens weiterentwickelt. Die kontinuierliche Verbesserung des Speichers führte zu einer höheren Speicherdichte, niedrigeren Betriebs- und Programmierspannungen und höheren Geschwindigkeitsoptionen.
Eine weitere bemerkenswerte Veränderung war der Wechsel von parallelen 8-Bit-Schnittstellen zu seriellen Schnittstellen wie I2C und SPI. Dies und die Verkleinerung der Halbleitergeometrien ermöglichten den Übergang zu immer kleineren Gehäusen.
Dreißig Jahre später werden EPROMs und EEPROMs immer noch in unzähligen Designs verwendet. Obwohl sich die Zuliefererlandschaft verändert hat, sind Hersteller von Originalbauteilen wie Microchip (Atmel), onsemi (Catalyst), Renesas, Rohm und ST Micro nach wie vor in der Produktion tätig. Rochester Electronics bietet Lagerbestände aktiver und veralteter EPROM-Komponenten an und bietet neue Produktion der klassischen Bausteine AM27C256, AM27C512 und AM27C010 .
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Im Bereich der nichtflüchtigen Speicher kam die Konkurrenz mit der Einführung des Flash-Speichers. Der 1980 von Toshiba erfundene Flash-Speicher kann elektrisch gelöscht und neu programmiert werden und ist der Vorreiter des Konzepts der schaltungsinternen Neuprogrammierung. Nun konnten die Komponenten programmiert werden, während sie auf der Platine montiert waren, und wurden Teil des Fertigungsprozesses. Dies ermöglichte Änderungen an der Speicherkomponente bis hin zur Produktion. Zuvor wurden viele Komponenten viele Wochen im Voraus bei den Lieferanten und Händlern programmiert, was bei jeder Änderung zu Problemen führte. Dies verbesserte die Verarbeitung in der Produktionslinie in einer Zeit, in der die Produktlinien zu einer stärkeren Automatisierung übergingen und Auftragsfertigungsdienste hinzukamen, was eine größere Produktionsflexibilität ermöglichte und die Kosten senkte.
Nach seiner Einführung entwickelte sich der Flash-Speicher zu zwei verschiedenen Technologien. Die ursprüngliche NOR-Flash-Technologie ermöglichte den problemlosen Zugriff auf alle Speicherplätze mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit, während die alternative NAND-Flash-Technologie eine höhere Speicherdichte und niedrigere Kosten bot, allerdings auf Kosten der Tatsache, dass kein Speicherzugriff auf einen einzigen Speicherplatz möglich war und die Speicherzellen verwaltet werden mussten.
Jede Technologie bot einzigartige Vorteile und für jede wurden Marktanwendungen entwickelt. NOR-Flash ist ideal für die Speicherung von Code und kritischen Daten, während NAND-Flash sich durch eine hohe Speicherkapazität auszeichnet, so dass es in einigen Anwendungen Festplattenlaufwerke ersetzt. Einige der Anbieter, die derzeit auf dem Flash-Speicher-Markt aktiv sind, sind Giga-Devices, Infineon, ISSI und Macronix.
Rochester Electronics bietet Unterstützung sowohl für aktive als auch für veraltete Flash-Speicher. Die Partnerschaft zwischen Rochester und Infineon bietet kontinuierliche Unterstützung für die NOR-Flash-Speicherfamilien von Cypress und Spansion. Wie bei allen Produkten von Rochester sind alle Komponenten zu 100 % autorisiert, rückverfolgbar, zertifiziert und garantiert.
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