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闪存:一项重大发明的创造者与商业化落地历程

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:许多人认为,发明了闪存的舛冈富士雄完全有资格获得诺贝尔奖。1984年,舛冈率先提出了NOR[2]型闪存的概念,为此开始申请研发费用。东芝并不重视舛冈的闪存,英特尔却看到了这项发明的潜力。英特尔与东芝签订了交叉授权协议,成立了多达300人的闪存事业部,完成NOR闪存的技术攻关并实现了商业化。英特尔技术制造本部副总经理、中国香港出生的史蒂芬·赖称,英特尔改良了东芝发明的NOR闪存,并成功实现批量生产和将价格降到市场可接受的程度。

闪存:一项重大发明的创造者与商业化落地历程

许多人认为,发明了闪存的舛冈富士雄完全有资格获得诺贝尔奖。舛冈是在东芝工作时发明了闪存,但在东芝的时候,他似乎多数时间里都混得不好。

1971年,舛冈完成了日本东北大学工程系电子工程专业的博士课程,准备从学校毕业。舛冈师承被称为“半导体先生”的西泽润一。西泽润一是半导体和光纤等电子工程学领域世界权威,还担任过日本东北大学的校长。名师出高徒,有许多企业都向舛冈伸出了橄榄枝。在当时,日本正处在半导体产业的高速发展期,急缺高端半导体技术人才。许多公司甚至派车接送舛冈到预订好的酒店吃饭,但是他一直都没有决定去哪家公司。直到东芝VLSI研究所的一个叫武石喜幸的人来找他,他们两人在车站内站着吃了一碗荞麦面。武石对舛冈说:“我们一起做一个不存在于这个世界上的东西吧。”这一点深深地吸引了舛冈。因为其他公司都拼命地向他介绍公司现在的产品,武石却希望和他一起开发下个时代的产品。

于是,舛冈进入了东芝,被分配到半导体的研究开发部门工作。正如武石所料,舛冈拥有难以想象的技术开发能力,为东芝在内存领域做了大量的改进和发明。可是,“谁的话也不听”的舛冈并不受领导的待见,做了六年研发之后竟然被调至营业部门做销售。营业部门的领导不知道是想人尽其才还是故意刁难这个大博士,就把最难啃的大客户——IBM和英特尔丢给他去应付。舛冈使出浑身解数,仍然什么都没有卖出去。不过,干干销售也是一段难得的经历,经过销售第一线锻炼的舛冈认识到:“无论性能多好的内存,价格高就完全卖不出去。”

一年后,舛冈灰溜溜地从营业部门转入制造技术部门。做了几年生产后,舛冈终于回到了研发岗位。当年招他进东芝的武石升任为VLSI研究所的所长,于是将他调回研究开发部门担任研发主任。在分工非常细致的日本半导体企业中,舛冈成为极少数拥有从研发、生产到销售的全盘经验的人才,这对他后来在闪存研发上取得革命性的突破有着极大的帮助。

回归研究开发部门的舛冈,在下属眼里,就是一个十足的怪人。

舛冈自我感觉非常良好,经常把那句“地球可是为了我而转”的话挂在嘴边,总是一副“唯我独尊”的架势。

他喜欢喝酒,而且是在办公室喝酒。当时能容纳100人的大办公室里一直飘着一股酒味。据说,有一回,下午3点,他让总务的女员工倒了一杯红茶,之后却说“香味不够”,又往里面加了白兰地

他脾气还不好,总是容易发火。他的直接下属,NAND闪存团队负责人白田理一郎与他水火不容。白田理一郎会在早上上班的时候,在他和舛冈之间放一盆花。“有那盆花在,两个人就不用直接面对面了。”白田理一郎是个“在东芝以外的其他地方找不到工作”的怪人,是一位“与舛冈不同类型”的“优雅的天才”。[1]

没喝酒的时候,舛冈会把自己比作“如来佛”,只管安排方针策略,而部下都是“孙悟空”,只要他一吹气,部下们自己就开始干活儿了。舛冈不会追究细节,不考虑具体方案,他会把那些复杂的问题丢给下属,给他们很大的自由发挥空间。

他的下属甚至都不知道他有没有在工作,因为他在公司时常常都是在睡觉,有时甚至“发着火就睡着了”。

不过,大家都相信,他是因为整夜都在撰写专利文件才会经常在公司睡觉的。他在东芝工作二十二年,竟申请了约500件专利,平均一个月约2件,频率之高令人咋舌。(www.xing528.com)

闪存会在东芝被发明出来,除了因为东芝这样的公司能够容忍舛冈这样的怪人存在,还因为东芝有一项独特的名为“桌下(under the desk)”的研究制度。东芝的技术人员可以提出申请,拿出10%的时间和预算,使用公司的设备,在公司分配的任务之外进行一定范围内的自由研究。后来的谷歌也宣称会给工程师20%的自由时间(也有人说其实是100%的工作时间+20%的加班时间),不知道是不是从东芝这里学来的。

回到研发岗位上的舛冈,想起了他在做销售时美国客户说的话:“性能可以降低一点,价格能不能再便宜一些?”这让他确定了自己的研发方向:刻意地降低性能,以削减成本来迎合市场的需求。

当时市场上的内存,体积比较大,价格也相对较贵。如果想清除储存的数据,需要一个单位一个单位地操作,速度比较慢。于是,舛冈就构想了一种可以一次全部抹去数据的储存装置。因为快,所以舛冈将其命名为“闪存”。在当时,如果电脑电源被切断了,内存会失去存储的功能,数据就会丢失,因此需要另外的存储设备来保存数据。而舛冈所发明的闪存,即使在电源被切断的情况下,也能将数据保存下来。

1984年,舛冈率先提出了NOR[2]型闪存的概念,为此开始申请研发费用。可是,当时的日本还沉浸在一种“开发出比其他公司性能更好的产品”的氛围当中,他这种刻意降低性能来迎合市场的做法不被公司认可,自然也没有申请到研发费用。舛冈当时经常说:如果有小型的储存装置,就可以一边听歌一边跑步了。不过,20世纪80年代的日本流行的是索尼的CD机,几乎没有人会预想到小巧的MP3的问世。在周围的人看来,舛冈是在痴人说梦,只有武石依然相信舛冈的才能。舛冈找武石诉苦“没有开发资金”,武石将其他部门的开发资金分配给了他。

东芝并不重视舛冈的闪存,英特尔却看到了这项发明的潜力。英特尔与东芝签订了交叉授权协议,成立了多达300人的闪存事业部,完成NOR闪存的技术攻关并实现了商业化。英特尔技术制造本部副总经理、中国香港出生的史蒂芬·赖称,英特尔改良了东芝发明的NOR闪存,并成功实现批量生产和将价格降到市场可接受的程度。

舛冈很不服气,在1987年又提出NAND型闪存的概念。NOR闪存读取速度快、写入速度慢,适合用来做只读存储器(ROM),将程序写入一次后就长期不改。相对NOR闪存而言,NAND闪存在提高写入速度、存储容量和存储性能上有很大潜力,且有更佳的耐用性,在数据存储市场上有广阔发展前景。

那时候,内存作为东芝的主力商品,发展正处于鼎盛时期,平均每天产生2亿日元的收益。很多人都觉得舛冈的闪存是个包袱。大家都跟舛冈说,与其研究闪存,还不如好好做内存。舛冈强硬地回应:“让我做内存,我却偏要做闪存。”当东芝的半导体部门正全力发展内存时,只有舛冈的团队在向别的方向努力。“我们爬上了一个背阴坡,就像不见天日的夜行者。”幸好舛冈的NAND团队还有武石的支持。“舛冈的做法符合技术发展的方向,那就好好做吧。”这句话成了抵抗内存派的坚实力量。

舛冈和10位各具独特个性的同事组成了梦之队,共同努力研发,仅三年时间就获得成功。最初做出来的NAND闪存的传输速度慢到不足NOR闪存的千分之一,舛冈仍然断言“NAND会取代硬盘”。可是,NAND闪存虽然可以大容量存储,却因初期成本太高而找不到市场,当时NAND闪存的单位容量成本是传统硬盘存储器的5倍到50倍(具体成本取决于存储量)。这是一个过于超越时代的产品。

1989年,第一款固态硬盘(SSD)问世,当时用的还是NOR闪存芯片,后来则都改用NAND闪存芯片。固态硬盘与传统硬盘(HDD)相比,耐震、无噪音、速度快、重量轻,取代趋势明显,发展前景很好。可是,1991年,年仅63岁的武石突然去世,舛冈失去了最理解和最支持他的领导。更糟糕的是,在韩国内存产品的竞争压力下,东芝无法在NAND闪存上投入足够的生产资金来取得规模效应和降低成本。

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