孕育人才的摇篮：贝尔实验室

施敏院士在半导体研究有卓越表现。（阳明交大提供／林志成台北传真）

研之有物：格物穷理！中研院的25堂数理科学课（时报出版）

工作可以影响一个人的视野和创意的发挥，究竟当时贝尔实验室是什么样的工作环境？让施敏能够尽情研究，进而发明新型的记忆体元件？

施敏在位于默里山（Murray Hill）分部的贝尔实验室待了27年，「贝尔实验室提供一个非常有挑战性和激励性的环境」，施敏说，当初他进实验室时，就问他的顶头上司鲍伯．莱德（Bob Ryder）博士：「请问我需要做什么事？」莱德说：「你可以做任何事情，和矽或半导体有关的东西都可以做。你可以和任何人合作，需要什么设备随时申请，你也可以去参加任何国际会议。」

施敏回忆：「他们的图书馆资料也非常齐全，找到任何资料马上能提供给你。并且提供两位非常好的技术人员帮忙执行工作。需要什么工具，几乎是100％可以买到，真的是非常好的研究环境。」

施敏提到，他们实验室的工作守则是：Welcome（欢迎）、Inspired（启发）、Abundant（丰富）和Assistant（协助）。即是：资源充沛、观点多元又开放包容的环境，并鼓励所有成员追求创新和团队合作。他特别感谢当时两位部门主管鲍伯．莱德博士和乔治．史密斯（George Smith）博士，这两位老板人都很好，很乐意帮忙解决问题，甚至还同意他留职停薪五次，让他有空档可以如愿回台湾教书，培育下一代英才。施敏坦言：「以现代工作来说，这是几乎不可能的事情，很感谢他们！」

「贝尔实验室的文化，对我以后的教育工作和写书都有很大影响。」施敏说道。

浮闸记忆体属于非挥发性记忆体，它让机器拥有「可编码的预设知识」，研发人员可以将机器的指令写入浮闸记忆体。例如：我们平常用的洗衣机，按下预设功能按钮，机器就能区分浸泡模式和速洗模式。电脑开机时优先启动的BIOS，也使用浮闸记忆体来记住使用者的硬体偏好，确保每次开机时都维持相同的设定。

浮闸记忆体不仅在家电和电脑中有广泛应用，更让行动装置变得可能。由于浮闸记忆体具有省电和可垂直堆叠的高密度设计，我们的手机才能轻易记住多达256GB的资料，即使手机没电时，所有资料也都会好好地存在里面。

虽然浮闸记忆体的操作速度不像DRAM那么快，但现今使用浮闸记忆体技术的固态硬碟（SSD），已经至少能达到每秒1GB的读写速度。更关键的是，浮闸记忆体和DRAM都能相容MOSFET制程，充分降低生产成本，大量制造。

施敏强调，浮闸记忆体的结构几乎和MOSFET一样，可以直接沿用电晶体的产线来量产，只要在下层氧化层制程后面，覆盖一层浮闸金属，其余步骤就和电晶体制程相同。而这个小小的改变，带来巨大的影响。

全世界第一个应用浮闸记忆体技术的厂商，就是我们都很熟悉的任天堂。施敏表示，1983年任天堂在家用游戏机「红白机」率先采用了浮闸记忆体，让玩家的游戏纪录可以暂存在硬体中。

接着1984年，浮闸记忆体应用于个人电脑的BIOS（基本输入输出系统），以便在开机时优先启动。1989年，Nokia开始把浮闸记忆体放入手机。施敏认为，正是手机的应用，让浮闸记忆体在1990年代开始大规模普及。

1995年左右，消费级数位相机开始导入浮闸记忆体储存技术（例如 CompactFlash卡、SmartMedia卡），带动日后数位相机记忆卡的研发。1998年GPS车用导航装置逐渐普及，采用浮闸记忆体，以避免车辆震动影响储存品质。2000年之后，USB介面的随身碟开始出现。2007年智慧型手机诞生，第一支iPhone问世。此后，浮闸记忆体几乎无处不在。

至于个人电脑和笔记型电脑，则是在近十年才逐渐改用浮闸记忆体技术做大容量储存。过去都是用传统机械式磁碟来记录资料，因为成本比较低。随着半导体技术的进展，浮闸记忆体的成本越来越低，以前1TB的固态硬碟要价近万元台币，现在只需要三千多元，固态硬碟逐渐取代传统磁碟，成为电脑的主要储存装置。（三之二：摘自《研之有物》）