Исследователь обнаружил прозрачный микрочип в компьютере HP 1977 года

Ширрифф обнаружил этот чип в печатной плате контроллера флоппи-дисковода, расположенной между интерфейсной шиной HP (HP-IB) и процессором Z80. По его словам, микросхема кремний-на-сапфире в своё время использовалась во многих продуктах HP. «Она обрабатывает протокол шины и буферизует данные между интерфейсной шиной и микропроцессором устройства», — пояснил исследователь.

В этом чипе тонкий слой кремния наносится на сапфировую подложку для формирования схемы. Кремний относится к N-типу и при необходимости преобразуется в P-тип путём ионной имплантации. Сверху формируются слой металлической проводки, а также транзисторы с металлическим затвором. На схеме ниже показано поперечное сечение схемы.

Ширрифф подчёркивает, что микросхемы, изготовленные таким образом, существуют с 1963 года или ранее. Ярким примером «кремния-на-сапфире» является процессор RCA 1802, используемый на космическом зонде «Галилео», изучавшем Юпитер и его спутники.

Энтузиаст также подробно описал некоторые особенности кремния-на-сапфире, такие как сапфировая подложка в качестве изолятора. Судя по всему, такая конструкция «уменьшает ёмкость между транзисторами, улучшая производительность». Более того, изоляционные свойства сапфира могут предотвращать блуждающие токи и защищать от короткого замыкания с низким импедансом и воздействия радиации.

Ширрифф исследовал логические элементы чипа, буферы FIFO и декодер, который выбирает тот или иной регистр на основе адресных строк.

Компьютерный историк делает вывод, что эта микросхема «интересна как пример «технологии будущего, которая не совсем оправдала себя».

Ширрифф также сравнивает процессоры конца 70-х годов, построенные на основе кремния на сапфире, с обычным кремнием с точки зрения энергопотребления и тактовой частоты. Он отмечает, что первые превосходят вторые. Однако кремний-на-сапфире имел низкий выход (всего 9%) и высокую стоимость.