ドラムの父ロバート・デナードを称える

内容

• DRAMの父、ロバート・デナードを称える
• DRAMからMOSFETスケーリングへ

誰もが自分のキャリアの中で1つの成果から不滅を達成する機会があるわけではありません。 ロバートデナード博士には2つのチャンスがありました。そのため、テクノロジーの世界は今日の大物になりました。

DRAMとして知られるダイナミックランダムアクセスメモリの基礎となるプロセスの考案に加えて、デナードは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）のチャネル長を決してゼロにまで縮小できるスケーリング理論も提案しました。可能と思われる前に、今ではほんの数ナノメートルです。

約50年にわたるキャリアの最初の10年以内に起こったこれらの成果の両方で、デナードはこの11月に2013年の京都賞先端技術賞を受賞しました。これは20カラットの金メダルを伴い、 5, 000万円の現金プレゼント（約50万ドル）、および「社会への生涯にわたる貢献を認めた」卒業証書。 しかし、今週初めにサンディエゴで私と話をしていたデナードは、京都賞シンポジウムの一環として熱心に講義を受けていたが、そのような高い志を抱いて始めたわけではない。

エンジニアのエンジニアリング

1932年にテキサス州テレルで生まれ、50年代半ばに南メソジスト大学で電気工学の理学士号と修士号を、1958年にカーネギー工科大学（現在のカーネギーメロン大学）で同じ分野の博士号を取得した後、 IBMは、IBMの研究部門のスタッフエンジニアとして、最初は謙虚だったと認めています。

「私は基本的な原則を学び、幅広い教育を受けただけでしたが、それほど多くはありませんでした」と彼は言いました。 「真空管、それが私たちに教えられたものです。教えられたことは完全に置き換えられたばかりでした。それは素晴らしい移行でした。

しかし、このテクノロジーの最前線にいる人々には多くの機会があることがすぐに明らかになりました。 「私たちは、コンピュータが何を達成できるかを夢見てすぐに始めました」と彼は言いました。 「だから彼らは私たちを雇った。コンピューターは始まったが、真空管を通過したばかりだった。最初のトランジスタ機器が設計されていた。この新しいもの、トンネルダイオード、または江崎ダイオードが発明された。マイクロ波を使ったコンピューティングという非常に奇妙なもので多くの異なる選択肢を追求しましたが、最終的にはマイクロエレクトロニクスプログラムに参加し、今日の支配的な技術であるCMOSになるMOS技術を開発する機会を得ました。」

DRAMのランプアップ

まず、簡単な要約：通常、MOSFETには2つの異なるトランジスタタイプがあります。NMOS（nチャネル）は導通チャネルを形成し、ゲート電極に正電圧が印加されるとトランジスタをオンにします。PMOS（pチャネル）、これは逆です。 1963年、フェアチャイルドセミコンダクターのフランクワンラスは、この作業をCMOS（相補型MOS）に適合させました。これは、両方のタイプのトランジスタを使用して、トランジスタが切り替わるまで電力をまったく使用しないゲートを形成する集積回路設計です。

Wanlassの進歩（彼は1963年に最初の商用MOS集積回路も開発しました）は、最終的にDennardの再定義システムメモリに役立つことを証明しましたが、Denardはその点まで簡単なルートを取りませんでした。 計算プロセスでデータの一時的な保持スペースとして機能するRAMは、1960年代半ばに使用されていましたが、ほとんどのアプリケーションでの使用を困難にする、面倒で電力を消費するワイヤと磁石のシステムでした。 1966年12月にデナードが問題に心を向けると、それが変わるのに長くはかからなかった。

「私は半導体よりも磁気学のバックグラウンドが多かった」と彼は言った。 「私は磁気技術者が技術を拡張するために何をしようとしているかについての話を聞いた。これらの人たちは積層技術に行くことによってこの全体を本当に低コストで製造しようとした…私は驚いた同じことをするために使用していた6 MOSデバイスと比較すると、単純なことでした。その夜、家に帰るとき、私はそのように考え続けました。ものを一緒に接続するワイヤ。それを行うためのより基本的な方法はありますか？」

「MOSトランジスタは基本的に、そのギグはコンデンサとしてのものです」とデナードは続けました。 「トランジスタ自体のゲートは電荷を蓄えることができます。もしそれが漏れないようにすれば、かなり長くそこに留まることができます。 したがって、デナードは、バイナリデータをコンデンサの正または負の電荷として保存することが可能であると考えました。 「基本的にその夜に2トランジスタまたは3トランジスタのDRAMセルを開発しました。しかし、6個のトランジスタから3個のトランジスタに切り替わることに満足していませんでした。なぜ単純なものを手に入れられないのですか？ 3番目のトランジスタを挿入します。」

「私は数か月かけてこれを本当に分析し、それがどのように機能し、より良い方法を見つけようと試みました。そして、ある日、このメモリセルを本当に基本的な最初のトランジスタからコンデンサに書き込むことができることを発見しましたが、その後、このトランジスタを再びオンにして、元のデータラインに放電することができました。それは以前は不可能でしたが、MOSトランジスタで動作しました。その結果に満足しました。」