Technologie MOS - MOS Technology

MOS Technology, Inc.

Průmysl	Návrh a výroba polovodičů
Předchůdce	Allen-Bradley
Založený	1969 ( 1969 )
Zaniklý	2001 ( 2001 )
Nástupce	Western Design Center společnosti Commodore Semiconductor Group
Hlavní sídlo	Audubon, Pennsylvania , Spojené státy

MOS Technology, Inc. („MOS“ je zkratka pro Metal Oxide Semiconductor ), později známá jako CSG (Commodore Semiconductor Group) , byla polovodičová návrhářská a výrobní společnost se sídlem v Audubon, Pennsylvania , ve Spojených státech . Je nejznámější pro svůj mikroprocesor 6502 a různé designy pro řadu domácích počítačů Commodore International .

Dějiny

Reklama na technologii MOS z roku 1973 zdůrazňující jejich vlastní schopnosti integrovaných obvodů.

Společnost MOS Technology, Inc. byla původně zahájena v roce 1969 společností Allen-Bradley, aby poskytla druhý zdroj pro elektronické kalkulačky a jejich čipy navržené společností Texas Instruments (TI). Na začátku 70. let se TI rozhodl vydat vlastní řadu kalkulaček, místo aby prodával pouze čipy uvnitř, a představil je za cenu, která byla nižší než cena samotného čipsetu. Mnoho raných čipových společností bylo závislých na prodeji čipů kalkulačky a byly následně zničeny; ti, kteří přežili, to udělali tak, že našli další čipy k výrobě. Společnost MOS se stala dodavatelem společnosti Atari a vyráběla vlastní jednočipový systém Pong .

Věci se dramaticky změnily v roce 1975. Několik návrhářů Motorola 6800 opustilo Motorolu krátce po jejím vydání poté, co jim vedení řeklo, aby přestali pracovat na nízkonákladové verzi designu. V té době neexistovala nic takového jako slévárna polovodičů s čistou hrou , takže se museli připojit ke společnosti vyrábějící čipy, aby vyrobili svůj nový CPU. MOS byla malá firma s dobrými pověřeními ve správné oblasti, na východním pobřeží USA. Tým čtyř konstruktérů vedl Chuck Peddle a jeho součástí byl Bill Mensch . V MOS se pustili do stavby nového procesoru, který by překonal 6800, přičemž by byl svým účelem podobný a mnohem levnější. Výsledný design 6501 byl poněkud podobný modelu 6800, ale použitím několika zjednodušení v návrhu by 6501 byl až 4krát rychlejší.

Upevnění masky

Předchozí návrhy CPU, jako 6800, byly vyráběny pomocí zařízení známého jako kontaktní zarovnávač . Jednalo se v podstatě o komplexní kopírku , která opticky reprodukovala design CPU neboli „masku“ na povrchu křemíkového čipu. Název „kontakt“ odkazoval na skutečnost, že maska ​​byla umístěna přímo na povrch čipu, což mělo podstatnou nevýhodu v tom, že někdy z čipu odtáhlo materiály, které se následně zkopírovaly do následujících čipů. To způsobilo, že se maska ​​asi po tuctu kopií stala nepoužitelnou a vyústila v to, že drtivá většina čipů měla fatální nedostatky; u komplexního čipu, jako je 6800, by po dokončení procesu maskování fungovalo pouze asi 10% čipů.

V roce 1974 Perkin-Elmer veřejně představil systém Micralign , první projekční skener. Namísto umístění masky na povrch čipu ji držel daleko od povrchu a k promítání obrazu používal vysoce přesnou optiku. Masky nyní vydržely tisíce kopií místo desítek a chybovost čipů byla obrácena tak, že by fungovalo snad 70% vyrobených čipů. Výsledkem byla podobná inverze v cenách; 6800 se prodávalo v malých sériích za 295 dolarů, bez jiných změn než pomocí Micralign, stejný design se mohl prodávat za 42 dolarů.

Změna na Micralign odhalila další výhodu. Dříve byly masky sériově vyráběny fotografickými společnostmi, jako je Kodak , kteří by vyrobili desítky tisíc kopií mistrovské masky neboli „síťovky“ a dodali masky na vyrovnávače nákladem. To znamenalo, že pokud byla v návrhu nalezena chyba, stálo by to opravu značné množství peněz, protože by musely být vyhozeny všechny starší masky. Naproti tomu u Micralignu existovala pouze jedna maska ​​na zarovnávač, takže při výměně masky v případě potřeby neexistovaly žádné vlastní náklady, i když náklady a zejména čas na výrobu těchto hlavních masek byly značné.

MOS vyvinul schopnost „opravit“ své masky poté, co byly vyrobeny. To znamenalo, že když byly objeveny nedostatky v designu, masky mohly být odstraněny z vyrovnávacích zařízení, upevněny a vloženy zpět. To jim umožnilo rychle vytlačit nedostatky v původních maskách.

Výrobní linky společnosti obvykle obrátily čísla, kterých ostatní dosahovali; dokonce i rané běhy nového designu CPU - co by se stalo 6502 - dosahovalo úspěšnosti 70 procent nebo lepší. To znamenalo, že jeho návrhy byly nejen rychlejší, ale také mnohem levnější.

6502 rodina

Když byla 6501 oznámena, Motorola zahájila soudní řízení téměř okamžitě. Ačkoli instrukční sada 6501 nebyla kompatibilní s 6800, přesto mohla být zapojena do stávajících návrhů základní desky, protože měla stejné funkční uspořádání pinů a stopu balíčku IC . To stačilo na to, aby Motorola mohla žalovat. Prodeje 6501 se v podstatě zastavily a soudní proces se bude táhnout mnoho let, než bude MOS nakonec nucen zaplatit pokutu 200 000 USD .

Mezitím MOS začal prodávat 6502 , čip schopný pracovat na 1 MHz v září 1975 za pouhých 25 USD. Byl téměř identický s modelem 6501, jen s několika drobnými rozdíly: přidaný hodinový oscilátor na čipu, jiné funkční uspořádání pinoutu, generování signálu SYNC (podpora krokování s jednou instrukcí) a odstranění řídicích signálů umožňující datovou sběrnici (DBE a BA, přičemž první místo toho je přímo připojeno k hodinám fáze 2). Překonal složitější 6800 a Intel 8080 , ale stál mnohem méně a lépe se s ním pracovalo. Ačkoli to nemělo výhodu 6501, že by mohlo být použito místo Motorola 6800 ve stávajícím hardwaru, bylo to tak levné, že se to rychle stalo populárnějším než 6800, což bylo diskutabilní.

Obrázek obvodové desky Commodore 64 ukazující některé důležité obvody technologie MOS: CPU 6510 (dlouhý čip, vlevo dole) a 6581 SID (vpravo). Produkční týden/rok (WWYY) každého čipu je uveden pod jeho názvem.

6502 byl tak levný, že mnoho lidí věřilo, že jde o podvod, když jej MOS poprvé ukázal na veletrhu v roce 1975. Nebyli si vědomi maskovacích technik MOS, a když vypočítali cenu za čip při současných sazbách výnosů v daném odvětví, nepřidávalo se to. Jakékoli váhání s koupí se však vypařilo, když Motorola i Intel na stejné výstavě snížily ceny ze svých 179 dolarů na 69 dolarů, aby mohly soutěžit. Jejich pohyby legitimizovaly 6502 a ke konci show byl dřevěný sud plný vzorků prázdný.

6502 by se rychle stal jedním z nejpopulárnějších čipů své doby. Řada společností licencovala řadu 650x od společnosti MOS, včetně společností Rockwell International , GTE , Synertek a Western Design Center (WDC) .

Řada různých verzí základního procesoru, známých jako 6503 až 6507, byla nabízena ve 28pólových balících za nižší cenu. Různé modely odstranily signální nebo adresní kolíky. Daleko nejpopulárnější z nich byl 6507 , který byl použit v diskových jednotkách Atari 2600 a Atari. 6504 byl někdy používán v tiskárnách. MOS také vydal řadu podobných CPU pomocí externích hodin, které přidaly „1“ ke jménu na třetí číslici, jako 6512 až 6515. Ty byly užitečné v systémech, kde už byla podpora hodin na základní desce poskytována některými jiný zdroj. Posledním přírůstkem byl „crossover“ 6510 , používaný v Commodore 64 , s dalšími I/O porty.

Skupina Commodore Semiconductor

Jakkoli byl 6502 úspěšný, samotná společnost měla problémy. Přibližně ve stejnou dobu, kdy byl 6502 uveden na trh, se celý trh IC s kalkulačkami MOS zhroutil a jeho předchozí stávající produkty se přestaly dodávat. Brzy měli vážné finanční potíže. Další společnost, Commodore Business Machines (CBM), výrazně investovala na trhu kalkulaček a byla také téměř zničena vstupem TI na trh. Nová injekce kapitálu ušetřila CBM a umožnila mu investovat do dodavatelů společnosti, aby pomohla zajistit, že jejich dodávky IC nebudou tímto způsobem znovu narušeny. Mezi několika společnostmi byli výrobci LED displejů, regulátory výkonu a dodavatelé čipů ovladačů, včetně MOS.

Na konci roku 1976 koupila CBM, veřejně obchodovaná na NYSE s tržní kapitalizací kolem 60 milionů USD, MOS (jehož tržní kapitalizace se pohybovala kolem 12 milionů USD) v rámci transakce se všemi akciemi. Držitelé MOS získali 9,4 procentní podíl v CBM pod podmínkou, že Chuck Peddle nastoupí do Commodore jako hlavní inženýr. Dohoda prošla, a přestože se firma v podstatě stala výrobním ramenem společnosti Commodore, nějaký čas nadále používaly název MOS, aby se manuály nemusely znovu tisknout. Po nějaké době se z MOS stala skupina Commodore Semiconductor Group (CSG) . Navzdory přejmenování na CSG byly všechny vyrobené čipy až do roku 1989 stále opatřeny starým logem „MOS“.

MOS dříve navrhl jednoduchou počítačovou soupravu nazvanou KIM-1 , primárně pro „předvádění“ čipu 6502. V Commodore Peddle přesvědčil majitele Jacka Tramiela , že kalkulačky jsou slepá ulička a domácí počítače budou brzy obrovské.

Zdálo se však, že původní návrhářská skupina měla o práci pro Jacka Tramiela ještě menší zájem než pro Motorolu a tým se rychle začal rozcházet. Jedním z výsledků bylo, že nově dokončený čip 6522 (VIA) zůstal roky bez dokumentů.

Bill Mensch opustil MOS ještě před převzetím společnosti Commodore a přestěhoval se domů do Arizony. Po krátkém poradenství pro místní společnost s názvem ICE založil v roce 1978 Western Design Center (WDC) . Jako držitel licence řady 6502 byly jejich prvními produkty energeticky účinné verze 6502 s opravou chyb a CMOS ( 65C02 , a to jak jako samostatný čip a vložený uvnitř mikroprocesoru volal 65C150). Poté ale řadu značně rozšířili zavedením 65816 , celkem přímočarého 16bitového upgradu původního 65C02, který by kvůli kompatibilitě mohl běžet i v 8bitovém režimu. Od té doby WDC přesunula velkou část původního katalogu MOS do CMOS a 6502 byl i nadále oblíbeným procesorem na trhu vestavěných systémů , jako je lékařské vybavení a ovladače palubní desky automobilu.

Mikroelektronika GMT

Po bankrotu společnosti Commodore v roce 1994 koupilo její bývalé vedení společnost Commodore Semiconductor Group, nástupce společnosti MOS, za zhruba 4,3 milionu dolarů plus dalších 1 milion dolarů na pokrytí různých výdajů včetně licence EPA . Dennis Peasenell se stal generálním ředitelem. V prosinci 1994 uzavřeli s GMT Microelectronics Prospektivní kupní smlouvu (omezující odpovědnost společnosti výměnou za sdílení nákladů na vyčištění). V roce 1994, společnost, působící pod obchodní firmou GMT Microelectronics ( G REAT M evná část-signál T echnologies ), otevřel MOS technologie je originál, circa-1970 on- micrometre fab v Audubon, Montgomery County, Pennsylvania, že Commodore byl uzavřen v roce 1993.

Továrna byla na seznamu národních priorit EPA pro seznam nebezpečných odpadů od 4. října 1989. Důvodem byl únik TCE z podzemní 250 galonové betonové nádrže používané společností Commodore Business Machines v procesu čištění polovodičů. Úniky z nádrže způsobily, že se místní podzemní voda kontaminovala trichlorethylenem (TCE) a dalšími těkavými organickými sloučeninami (VOC) v roce 1978. Do roku 1999 měla společnost GMT Microelectronics příjmy 21 milionů dolarů a na místě pracovalo 183 zaměstnanců. Oznámeno v březnu 1999, GMT by poskytovalo slévárenské služby založené na procesech bipolárního a tenkého filmového rezistoru společnosti TelCom a bylo by licencovaným alternativním zdrojem pro bipolární produkty společnosti TelCom s produkcí běžící na 10 000 5palcových oplatkách za měsíc, produkující CMOS , BiCMOS, NMOS, bipolární a SOI zařízení. V roce 2000 společnost GMT Microelectronics ukončila činnost a opustila veškerý svůj majetek na superfundovém místě Commodore Semiconductor Group.

Konvence pojmenování čipů

Většina čipů MOS je pojmenována podle následujících pravidel, která ukazují použitou technologii (návrh logické brány):

• NMOS (M65xx)
• CMOS (M65Cxx)
• HMOS (M75xx)
• HMOS-2 (M85xx)

produkty

Reference

externí odkazy

• Média související s technologií MOS na Wikimedia Commons
• Informace o čipech MOS a jejich použití v počítačích CBM - Ronald van Dijk
• Dokumentace pro různé čipy používané v počítačích Commodore
• Stránka EPA o bývalém výrobním zařízení MOS/CSG/GMT - odkaz ověřen 30. listopadu 2016.
• On the Edge: The Spectacular Rise and Fall of Commodore (2005), Variant Press. Zahrnuje Chuck Peddle, formování technologie MOS a firemní historii a design a propagaci 6502.

Souřadnice : 40 ° 07'27,9 '' N 75 ° 25'07,2 '' W / 40,124417 ° N 75,418667 ° W / 40.124417; -75,418667