孕育人才的搖籃：貝爾實驗室

施敏院士在半導體研究有卓越表現。（陽明交大提供／林志成臺北傳真）

研之有物：格物窮理！中研院的25堂數理科學課（時報出版）

工作可以影響一個人的視野和創意的發揮，究竟當時貝爾實驗室是什麼樣的工作環境？讓施敏能夠盡情研究，進而發明新型的記憶體元件？

施敏在位於默裡山（Murray Hill）分部的貝爾實驗室待了27年，「貝爾實驗室提供一個非常有挑戰性和激勵性的環境」，施敏說，當初他進實驗室時，就問他的頂頭上司鮑伯．萊德（Bob Ryder）博士：「請問我需要做什麼事？」萊德說：「你可以做任何事情，和矽或半導體有關的東西都可以做。你可以和任何人合作，需要什麼設備隨時申請，你也可以去參加任何國際會議。」

施敏回憶：「他們的圖書館資料也非常齊全，找到任何資料馬上能提供給你。並且提供兩位非常好的技術人員幫忙執行工作。需要什麼工具，幾乎是100％可以買到，真的是非常好的研究環境。」

施敏提到，他們實驗室的工作守則是：Welcome（歡迎）、Inspired（啓發）、Abundant（豐富）和Assistant（協助）。即是：資源充沛、觀點多元又開放包容的環境，並鼓勵所有成員追求創新和團隊合作。他特別感謝當時兩位部門主管鮑伯．萊德博士和喬治．史密斯（George Smith）博士，這兩位老闆人都很好，很樂意幫忙解決問題，甚至還同意他留職停薪五次，讓他有空檔可以如願回臺灣教書，培育下一代英才。施敏坦言：「以現代工作來說，這是幾乎不可能的事情，很感謝他們！」

「貝爾實驗室的文化，對我以後的教育工作和寫書都有很大影響。」施敏說道。

浮閘記憶體屬於非揮發性記憶體，它讓機器擁有「可編碼的預設知識」，研發人員可以將機器的指令寫入浮閘記憶體。例如：我們平常用的洗衣機，按下預設功能按鈕，機器就能區分浸泡模式和速洗模式。電腦開機時優先啓動的BIOS，也使用浮閘記憶體來記住使用者的硬體偏好，確保每次開機時都維持相同的設定。

浮閘記憶體不僅在家電和電腦中有廣泛應用，更讓行動裝置變得可能。由於浮閘記憶體具有省電和可垂直堆疊的高密度設計，我們的手機才能輕易記住多達256GB的資料，即使手機沒電時，所有資料也都會好好地存在裡面。

雖然浮閘記憶體的操作速度不像DRAM那麼快，但現今使用浮閘記憶體技術的固態硬碟（SSD），已經至少能達到每秒1GB的讀寫速度。更關鍵的是，浮閘記憶體和DRAM都能相容MOSFET製程，充分降低生產成本，大量製造。

施敏強調，浮閘記憶體的結構幾乎和MOSFET一樣，可以直接沿用電晶體的產線來量產，只要在下層氧化層製程後面，覆蓋一層浮閘金屬，其餘步驟就和電晶體制程相同。而這個小小的改變，帶來巨大的影響。

全世界第一個應用浮閘記憶體技術的廠商，就是我們都很熟悉的任天堂。施敏表示，1983年任天堂在家用遊戲機「紅白機」率先採用了浮閘記憶體，讓玩家的遊戲紀錄可以暫存在硬體中。

接着1984年，浮閘記憶體應用於個人電腦的BIOS（基本輸入輸出系統），以便在開機時優先啓動。1989年，Nokia開始把浮閘記憶體放入手機。施敏認爲，正是手機的應用，讓浮閘記憶體在1990年代開始大規模普及。

1995年左右，消費級數位相機開始導入浮閘記憶體儲存技術（例如 CompactFlash卡、SmartMedia卡），帶動日後數位相機記憶卡的研發。1998年GPS車用導航裝置逐漸普及，採用浮閘記憶體，以避免車輛震動影響儲存品質。2000年之後，USB介面的隨身碟開始出現。2007年智慧型手機誕生，第一支iPhone問世。此後，浮閘記憶體幾乎無處不在。

至於個人電腦和筆記型電腦，則是在近十年才逐漸改用浮閘記憶體技術做大容量儲存。過去都是用傳統機械式磁碟來記錄資料，因爲成本比較低。隨着半導體技術的進展，浮閘記憶體的成本越來越低，以前1TB的固態硬碟要價近萬元臺幣，現在只需要三千多元，固態硬碟逐漸取代傳統磁碟，成爲電腦的主要儲存裝置。（三之二：摘自《研之有物》）