闪存技术发明者：施敏博士逝世
根据美国旧金山纪事报本月7日发出的讣闻，半导体产业“一代宗师”施敏于美国安祥离世，享寿87岁，他的非凡一生以及对电子和半导体元件世界的贡献，将被铭记和珍惜。
施敏和台积电创办人张忠谋及不久前过世的华泰电子创办人杜俊元，三人博士班都是同一指导教授John Moll。施敏在半导体物理与技术领域的远见，为全球半导体产业带来巨大的贡献和影响，也是知名教育家。
施敏的学生包括前交大校长张俊彦、钰创董事长卢超群、台积电研发副总经理暨技术长孙元成等半导体的菁英。
施敏于1936年3月21日出生于上海，他的早年生活充满求知欲和对科学的热情。台大电机工程毕业后学位，转赴美国华盛顿大学攻读并取得硕士学位，接着继续完成博士学位。在斯坦福大学，他为理解半导体装置中的电子传输做出重大贡献。1967年，施敏和Dawon Kahng制造了世界上第一个浮栅非挥发性记忆体元件，也就是现今应用快速成长的闪存记忆体，是各项消费性科技产品所使用的关键零件之一，是半导体技术的重大突破之一。
孕育众多半导体菁英的交大即形容，他的发现与成就受世界推崇，是少数当选中央研究院院士、美国国家工程院院士以及中国工程院外籍院士的三院院士，同时也获得工研院院士、全球「闪存记忆体高峰会」（Flash Memory Summit）「终身成就奖」，以及日本应用物理学会颁赠的「日本应用物理学会国际会士」。
施敏的杰出职业生涯包括在贝尔实验室和台湾交通大学担任重要职位。他的开创性工作涉及广泛的领域，包括MOSFET 技术的开发、半导体装置物理和半导体装置可靠性。他是多本开创性书籍的作者，其中包括《半导体元件物理学》，该书已成为该领域的重要参考书，并教育了一代又一代的工程师和科学家。他因其杰出的教学和研究而获得许多奖项，包括2021年的未来科学奖和1991年的IEEE EDS JJ Ebers 奖，该奖项表彰他对该领域的终身贡献。
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闪存发明背后的故事
过去的历史看来，电子工业在每个阶段的重要技术研发，都对人类生活造成了巨大且深远的影响。诚如2000年的诺贝尔物理奖得主Herbert Kroemer所说：任何石破天惊的创新技术，都能够缔造许多前所未有的新应用。
台湾交通大学荣誉讲座教授施敏之前在一场演讲中也特别举了三个例子，说明电子工业里的重要创新技术。第一个例子是在1947年发明的晶体管。由于晶体管发明后不仅仅取代了真空管，而且还开启新一代电脑及新工业革命，造成的影响十分巨大。
第二个例子是1963年由Herbert Kroemer发明的异质接面雷射（Heterojunction Laser）。该项技术不但为光电技术带来革命性的影响，同时也开创了光纤通讯，并且造成CD及DVD的兴起。
第三个例子则是由施敏，在1967年发明的非挥发性记忆体（Nonvolatile Semiconductor Memory）。这项技术除了改写资讯储存的技术，还创造了包括手机、笔记型电脑、数字相机、MP3、PDA和GPS等各种新的应用，真正为数字时代揭开序幕。
事实上，半导体的记忆体可分成两大阵营：一个是「挥发性记忆体」（Volatile Semiconductor Memory），另一个是「非挥发性记忆体」（Nonvolatile Semiconductor Memory，简称NVSM）。
「挥发性记忆体」的缺点是，一旦面临停电，便会漏失资料。包括大家熟知的DRAM及SRAM都属于这类型的记忆体。而「非挥发性记忆体NVSM」一旦遇上停电，并不会致使资料因此挥发掉，衍生漏失资料的遗憾，闪存记忆体Flash即属于此类。
施敏进一步指出，要评估理想的记忆体，约略可列出包括：非挥发性、体积小、低耗电、可以覆写、位元可替换性、读／写／抹快速、长保品质稳定、成本低廉、单一电源供应、倍率成长、耐摔及整合度高在内等一共12项的衡量指标。
而比较各种记忆体之后，又以Flash在12个评比项目中，拿下11个优点为最多。施敏甚至强调，「对于大量储存而言，Flash记忆体，尤其是NAND Flash几乎是没有竞争对手。」早在1960年代，由王安博士所发明的磁圈记忆体，是整个电脑记忆体
的大宗；在当时，想要不用磁圈，而改用半导体来做记忆体，普遍被认为几乎是不可能的。理由是这样的记忆体寿命太短，只能有大约一微秒（1ms）而已。
直到1967年，以半导体元件当作「非挥发性记忆体」（NVSM）储存之用的概念，首度藉由论文发表，获得大众认可之后，情况开始有了改变。就在当时，实验性的EEPROM（串列式电气式可抹除唯读记忆体）也首度被公开展示，储存时间可以超过1小时。
当时该篇论文，不仅介绍了以半导体来当成NVSM的基本概念，同时也介绍浮闸架构（Floating-gate Structure）。如今，浮闸架构已成为NVSM最主要的技术，广泛应用于资料的储存。而撰写这篇影响全球半导体产业甚巨的论文作者，正是施敏。
NVSM在2007年的产量，若以位元数来讲，是6乘以10的18次方，刚好是晶体管的一倍。根据统计，2006年的NVSM出货量已经超越DRAM，成为下一世代半导体科技的火车头。
另外，依据Flash的读／抹除资料方式不同，架构上又可分成NOR Flash和NAND Flash两种类型。因为两者特性不同，NOR Flash主要用在手机或主机板等产品上，所以又称为Code Flash。至于NAND Flash因为具有高密度和高写入速度，广泛应用于多媒体资料储存，目前常见用于MP3及数字相机的Flash卡，几乎都是NAND Flash居多。
施敏表示，自NVSM发明以来，催生了许多电子产品的新兴应用。主要的应用类别可以粗分为五大类，分别是：手机、可携式应用、电脑周边、交通及工业应用。
第一大类包括手机、蓝芽、数字相机、数字录音机、MP3播放机、数字录影机及PDA等，从2004年到2007年出货量累计已达103亿。第二大类包括笔记型电脑用的Flash记忆体、数字播音机、电话答录机、电玩、电子字典、玩具、电子书等，出货数量12亿左右。此外，像电脑与周边类，应该有92亿产品出货，交通类累计出货达10亿，工业应用也有8亿市场。
从1967年施敏发表NVSM以来，无疑地已对人类生活造成深远的影响，相关的衍生应用也快速将人们的生活带进数字时代。
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