更新：去年，我們慶祝了 DRAM 發明 55 週年。今天，在 56 週年之際，我們回顧了這一發明所帶來的技術進步，以此紀念 Dennard 先生，並對他帶來的持久影響表達敬意。
1966 年距今已有很長時間。那一年，披頭士樂隊發行了《左輪手槍》。當時的電影票房冠軍是《黃金三鏢客》。並且當時的電腦需要使用紙帶和穿孔卡讀出器。
同年，Robert Dennard 發明了動態隨機存取記憶體 (DRAM)。兩年後，也就是 55 年前的 1968 年 6 月 4 日，DRAM 專利獲得批准。接下來發生的事情眾所周知。
為了研發這項技術，Dennard 帶領 IBM 的研究團隊，嘗試將電容器上的二進位資料轉化為正電荷或負電荷。由於電容器會洩露電荷，因此 Dennard 發明了一個平台，只需單個電晶體就能完成所有操作，從而大大縮小了體積。
採用臨時記憶體的隨機存取記憶體 (RAM) 在當時得到廣泛使用，但其結構複雜、體積龐大且耗電量巨大。大型磁性儲存系統需要房間大小的設備，但只能儲存一兆位元組的資訊。Dennard 的想法是將下一代磁性記憶體縮小到 25 公分見方。訣竅在於將 RAM 壓縮成單一電晶體。突然之間，電腦的一個晶片就可以容納十億個 RAM 單元。
第一塊 RAM 晶片 1103 於 1970 年推出。兩年後，它超越磁芯記憶體，成為全球最暢銷的半導體記憶體晶片。到 20 世紀 70 年代中期，它已成為標準。
最近 IBM 向 Dennard 致敬的文章中描述了這一發現帶來的衝擊波：「在後來的五十五年，DRAM 逐代發展……DRAM 記憶體不僅徹底擺脫了早期的磁性技術，還成為重塑人類社會的產業的基礎技術——從我們的工作方式，到我們的娛樂方式，甚至到我們的戰爭方式。」
如今，從智慧型手機到雲端伺服器，各種技術（如 DDR、LPDDR、GDDR、HBM）和規格尺寸（元件、UDIMM、SODIMM、RDIMM 等）的 DRAM 元件和模組無處不在，為全球經濟提供動力。
我們都熟悉摩爾定律，而 Dennard 縮放定律賦予這一概念更深層的技術意義——每一代產品都可以將電晶體面積縮小一半，同時將工作頻率（時脈）提高 40%。此外，在給定空間內，電晶體將變得更便宜，數量更多，但功耗卻保持不變（電晶體數量增加一倍）。
Dennard 甚至看到了摩爾定律和 Dennard 縮放定律的終結。IBM 的一位同事 Russ Lange 對此記憶猶新：「Bob 和我總是熱烈地討論縮放是否會終結。他會說：『是的，縮放是有盡頭的。但創造力是永無止境的。』」
1981 年，美光在 DRAM 領域一鳴驚人，推出了第一款 64K DRAM 產品。我們在 DRAM 和 NAND 領域的強大領導地位由此誕生。三年後，我們推出了全球最小的 256K DRAM 產品，並於 1987 年推出了 1 兆位 DRAM。
美光 64K DRAM 產品
美光「We Do Windows」廣告和美光 1Mb DRAM 產品
Gurtej Sandhu 是多領域發明家、IEEE Andrew S. Grove 獎獲得者和美光技術尋路資深研究員，他回憶起 DRAM 早期的創新歲月時說：「大約 15 年前，當我訪問 IBM 沃森中心時，接待人員帶我去了 Dennard 的辦公室。辦公室一直對來訪者開放，工作秩序井然，我被告知，幾年前退休的 Dennard 每週仍會去那裡幾個小時。具有諷刺意味的是，在他發明 DRAM 時，Intel 對 DRAM 的關注度更高，因為他們正在尋找一種成本更低的 SRAM 替代品。降低位元成本對於提高電腦系統的效能至關重要，Intel 不遺餘力地設計其處理器晶片，以管理 DRAM 更新和定製系統級架構，從而使 DRAM 成為現代運算革命不可或缺的一部分。」
Gurtej Sandhu
EEE Andrew S. Grove 獎得主
美光技術尋路資深研究員
Sandhu 補充說：「在我們著手尋找未來的記憶體技術解決方案時，我們不應忘記歷史的教訓。記憶體技術的成功實施始終需要系統級方法，以圍繞記憶體技術設計電腦架構和軟體，從而為最終客戶帶來最大利益。」
按照 Dennard 縮放定律，DRAM 不斷變小、變快。到 2002 年，美光展示了全球首款千兆位元 DDR（雙倍資料傳輸率）DRAM 產品。多年來，我們不斷引領 DRAM 創新，從早期的 PC DRAM 到繪圖記憶體，再到目前汽車、IoT（物聯網）和 AI（人工智慧）裝置專用儲存器的爆炸式增長。
時至 2021 年，美光發佈基於 1α (1-alpha) 節點的 DRAM 產品，它採用全球最先進的 DRAM 製程技術，在容量、功耗和效能方面實現了重大改進。
美光技術和產品執行副總裁 Scott DeBoer 指出：「與我們之前的 1z DRAM 節點相比，該節點的記憶體容量提高了 40%，這一進步為未來的產品和記憶體創新奠定了堅實的基礎。」
例如，該節點使我們能夠為需要同級最佳 LPDRAM（低功耗 DRAM）效能的平台提供超低功耗、可靠的記憶體和更快的低功耗 DDR5 (LPDDR5) 運行速度。公司基於 1 alpha 節點的 LPDDR5 功耗降低了 15%，使 5G 行動使用者能夠在智慧型手機上執行更多任務，而不會犧牲電池壽命。
美光 LPDDR5
其他應用包括業界首款符合最嚴格的汽車安全完整性等級 (ASIL) ASIL D 的汽車 LPDDR5 DRAM。該解決方案是美光基於國際標準化組織 (ISO) 26262 標準，針對汽車功能安全推出的全新記憶體和儲存裝置產品組合的一部分。
如今，美光繼續走在 DRAM 發展的前沿，於 2022 年推出了 1β (1-beta) 生產節點，該節點擁有每晶粒 16Gb 的容量和 8.5Gbps 的資料傳輸速率，能效提高了 15%，位元密度提高了 35%。在該節點技術的早期應用中，採用 1 beta 節點的美光 LPDDR5X 在手機中實現了高解析度 8K 視訊錄製和視訊編輯。
美光 1-beta 節點晶片
與此同時，美光最近宣佈，我們的 1γ (1-gamma) DRAM 製程技術採用了革命性的極紫外光（EUV）光刻生產技術。我們將成為首家將 EUV 技術帶到日本進行生產的半導體公司，並將於 2025 年在台灣和日本把 EUV 擴大用於 1γ (1-gamma) 節點的生產。
Robert Dennard 在 55 年前的創新為蓬勃發展的記憶體產業注入了活力，包括美光無與倫比的 64k 至 1γ DRAM 領導地位和進步。
