تقنية MOS

كانت تصميمات المعالجات المركزية السابقة، مثل معالج 6800، تُنتج باستخدام جهاز يُعرف باسم مُحاذي التلامس . كان هذا الجهاز في الأساس آلة تصوير ضوئية مُعقدة ، تقوم بنسخ تصميم المعالج المركزي، أو "القناع"، بصريًا على سطح شريحة السيليكون. يشير مصطلح "التلامس" إلى وضع القناع مباشرةً على سطح الشريحة، وهو ما كان له عيب كبير يتمثل في أنه كان أحيانًا يُزيل مواد من الشريحة، والتي تُنسخ بعد ذلك إلى شرائح لاحقة. تسبب هذا في أن يصبح القناع عديم الفائدة بعد حوالي اثنتي عشرة نسخة، وأدى إلى وجود عيوب قاتلة في الغالبية العظمى من الشرائح؛ فبالنسبة لشريحة مُعقدة مثل معالج 6800، لم تكن تعمل سوى حوالي 10% من الشرائح بعد اكتمال عملية وضع القناع. ^{[ 1 ]}

في عام 1974، كشفت شركة بيركن-إلمر النقاب عن نظام Micralign ، وهو أول ماسح ضوئي إسقاطي. فبدلاً من وضع القناع على سطح الشريحة، كان النظام يُبقيه بعيدًا عن السطح ويستخدم بصريات عالية الدقة لعرض الصورة. وبذلك، أصبحت الأقنعة تدوم لآلاف النسخ بدلاً من عشرات النسخ، وانقلبت نسبة عيوب الشرائح بحيث أصبح 70% من الشرائح المنتجة تعمل. ونتج عن ذلك انقلاب مماثل في الأسعار. فقد بيعت شريحة 6800 بكميات صغيرة مقابل 295 دولارًا أمريكيًا ؛ ومع عدم إجراء أي تغييرات أخرى سوى استخدام Micralign ، أصبح بالإمكان بيع التصميم نفسه مقابل 42 دولارًا أمريكيًا . ^{[ 1 ]}

كشف التغيير إلى نظام Micralign عن ميزة إضافية. ففي السابق، كانت شركات التصوير مثل كوداك تُنتج الأقنعة بكميات كبيرة ، حيث كانت تصنع عشرات الآلاف من النسخ من القناع الرئيسي، أو " الشبكة "، وتشحنها إلى أخصائيي تقويم الأسنان بكميات هائلة. هذا يعني أنه في حال اكتشاف عيب في التصميم، كان إصلاحه سيكلف مبالغ طائلة، إذ كان لا بد من التخلص من جميع الأقنعة القديمة. على النقيض من ذلك، مع نظام Micralign، كان هناك قناع واحد فقط لكل أخصائي تقويم، لذا لم تكن هناك تكلفة جوهرية لاستبدال القناع عند الحاجة، على الرغم من أن تكلفة إنتاج هذه الأقنعة الرئيسية، وخاصة الوقت اللازم لذلك، كانت كبيرة. ^{[ 1 ]}

طوّرت شركة MOS القدرة على "إصلاح" أقنعتها بعد إنتاجها. ^{[ 1 ]} وهذا يعني أنه عند اكتشاف عيوب في التصميم، يمكن إزالة الأقنعة من أجهزة المحاذاة، وإصلاحها، ثم إعادتها. وقد مكّنهم ذلك من إزالة العيوب في الأقنعة الأصلية بسرعة.

كانت خطوط إنتاج الشركة تتفوق عادةً على الأرقام التي يحققها الآخرون؛ حتى أن الدفعات الأولى من تصميم وحدة المعالجة المركزية الجديدة - التي ستصبح فيما بعد 6502 - حققت نسبة نجاح بلغت 70% أو أكثر. هذا يعني أن تصاميمها لم تكن أسرع فحسب، بل كانت أيضًا أقل تكلفة بكثير.

بعد الإعلان عن معالج 6501 في صيف عام 1975، رفعت شركة موتورولا دعوى قضائية في نوفمبر من العام نفسه. ^{[ 2 ]} على الرغم من أن مجموعة تعليمات معالج 6501 لم تكن متوافقة مع معالج 6800، إلا أنه كان من الممكن تركيبه في تصميمات اللوحات الأم الموجودة نظرًا لتشابه ترتيب الدبابيس الوظيفية وحجم حزمة الدائرة المتكاملة . في مارس 1976، توصلت شركة MOS إلى تسوية مع موتورولا، ووافقت بموجبها على التوقف عن بيع معالج 6501 ودفع 200,000 دولار أمريكي لشركة موتورولا . ^{[ 3 ]}

في هذه الأثناء، بدأت شركة MOS ببيع شريحة 6502 ، وهي شريحة قادرة على العمل عندبتردد 1 ميجاهرتز  في سبتمبر 1975 مقابل 25 دولارًا أمريكيًا فقط . كان مطابقًا تقريبًا للمعالج 6501، مع اختلافات طفيفة: إضافة مذبذب ساعة مدمج، وترتيب مختلف لدبابيس التوصيل الوظيفية، وتوليد إشارة التزامن (لدعم تنفيذ التعليمات خطوة بخطوة)، وإزالة إشارات التحكم في تمكين ناقل البيانات (DBE وBA، مع توصيل الأولى مباشرةً بساعة المرحلة الثانية). ^{[ 4 ]} تفوق أداؤه على المعالجين 6800 و Intel 8080 الأكثر تعقيدًا ، ولكنه كان أقل تكلفة وأسهل استخدامًا. على الرغم من أنه لم يتمتع بميزة المعالج 6501 المتمثلة في إمكانية استخدامه بدلاً من معالج Motorola 6800 في الأجهزة الموجودة، إلا أنه كان رخيصًا جدًا لدرجة أنه سرعان ما أصبح أكثر شيوعًا من المعالج 6800، مما جعل هذه النقطة غير ذات أهمية.

كان سعر معالج 6502 منخفضًا للغاية لدرجة أن الكثيرين اعتقدوا أنه عملية احتيال عندما عرضته شركة MOS لأول مرة في معرض تجاري عام 1975. لم يكونوا على دراية بتقنيات الإخفاء التي تستخدمها MOS، وعندما حسبوا سعر الشريحة الواحدة وفقًا لمعدلات الإنتاج السائدة في الصناعة آنذاك، لم يكن السعر منطقيًا. لكن أي تردد في شرائه تبدد عندما خفضت كل من موتورولا وإنتل أسعار تصميماتهما.179 دولارًا إلىدفعوا 69 دولارًا في نفس المعرض للمنافسة. وقد أضفت تحركاتهم شرعية على جهاز 6502، وبحلول نهاية المعرض، كان البرميل الخشبي المليء بالعينات قد فرغ.

سرعان ما أصبح المعالج 6502 أحد أكثر المعالجات شعبية في عصره. وقد حصلت عدة شركات على ترخيص استخدام سلسلة معالجات 650x من شركة MOS، بما في ذلك Rockwell International و GTE و Synertech و Western Design Center (WDC) .

تم طرح عدة إصدارات مختلفة من وحدة المعالجة المركزية الأساسية، المعروفة من 6503 إلى 6507، في عبوات ذات 28 طرفًا بتكلفة أقل. وقد أزالت هذه الطرازات المختلفة أطراف الإشارة أو العناوين. وكان الطراز 6507 الأكثر شيوعًا بينها ، حيث استُخدم في جهاز أتاري 2600 ومحركات أقراص أتاري. كما استُخدم الطراز 6504 أحيانًا في الطابعات. وأصدرت شركة MOS أيضًا سلسلة من وحدات المعالجة المركزية المشابهة التي تستخدم ساعات خارجية، حيث أُضيف الرقم "1" إلى الاسم في الخانة الثالثة، مثل الطرازات من 6512 إلى 6515. وكانت هذه الوحدات مفيدة في الأنظمة التي كانت تدعم الساعة بالفعل على اللوحة الأم من مصدر آخر. أما الإضافة الأخيرة فكانت وحدة المعالجة المركزية "المتقاطعة" 6510 ، المستخدمة في جهاز كومودور 64 ، مع منافذ إدخال/إخراج إضافية.

على الرغم من نجاح جهاز 6502، إلا أن الشركة نفسها كانت تعاني من مشاكل. ففي نفس وقت إطلاق الجهاز تقريبًا، انهار سوق دوائر الآلات الحاسبة المتكاملة بالكامل لشركة MOS ، وتوقف شحن منتجاتها السابقة. وسرعان ما وجدت الشركة نفسها في مأزق مالي خطير. شركة أخرى، هي شركة كومودور للآلات المكتبية (CBM)، استثمرت بكثافة في سوق الآلات الحاسبة، وكادت أن تُفلس هي الأخرى بدخول شركة TI إلى السوق. أنقذ ضخ رأس مال جديد شركة CBM، ومكّنها من الاستثمار في موردي الشركة لضمان عدم تعطل إمدادات الدوائر المتكاملة لديها بهذه الطريقة مرة أخرى. ومن بين هذه الشركات، كانت هناك شركات تصنيع شاشات LED ، ووحدات تحكم الطاقة، وموردي رقائق التشغيل، بما في ذلك شركة MOS.

في 25 سبتمبر 1976، ^{[ 5 ]} استحوذت شركة CBM ، المدرجة في بورصة نيويورك برأسمال سوقي يبلغ حوالي 60 مليون دولار أمريكي ، على شركة MOS (التي كان رأسمالها السوقي حوالي 12 مليون دولار أمريكي ) في صفقة أسهم بالكامل. حصل حاملو أسهم MOS على حصة 9.4% في أسهم CBM ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} بشرط انضمام تشاك بيدل إلى كومودور كرئيس للمهندسين. تمت الصفقة، وبينما أصبحت الشركة في الأساس ذراع الإنتاج لشركة كومودور، استمرت في استخدام اسم MOS لبعض الوقت لتجنب إعادة طباعة كتيبات التشغيل. بعد فترة، أصبحت MOS تُعرف باسم مجموعة كومودور لأشباه الموصلات (CSG) . على الرغم من تغيير اسمها إلى CSG، ظلت جميع الرقائق المنتجة تحمل شعار "MOS" القديم حتى الأسبوع 22/23 من عام 1989. ^{[ 9 ]}

سبق لشركة MOS أن صممت مجموعة أدوات حاسوبية بسيطة تُسمى KIM-1 ، وذلك أساسًا "لاستعراض" شريحة 6502. وفي شركة كومودور، أقنع تشاك بيدل مالكها، جاك تراميل ، بأن الآلات الحاسبة طريق مسدود، وأن أجهزة الكمبيوتر المنزلية ستنتشر على نطاق واسع قريبًا.

مع ذلك، بدا أن فريق التصميم الأصلي أقل اهتمامًا بالعمل مع جاك تراميل مما كان عليه الحال مع موتورولا، وسرعان ما بدأ الفريق بالتفكك. وكانت إحدى نتائج ذلك أن شريحة 6522 (VIA) التي تم إنجازها حديثًا ظلت غير موثقة لسنوات.

غادر بيل مينش شركة MOS حتى قبل استحواذ كومودور عليها، وعاد إلى مسقط رأسه في أريزونا. بعد فترة وجيزة من العمل كمستشار لدى شركة محلية تُدعى ICE، أسس مركز التصميم الغربي (WDC) عام 1978. وبصفته مرخصًا لسلسلة معالجات 6502، كانت منتجاتهم الأولى عبارة عن نسخ CMOS مُحسّنة من حيث تصحيح الأخطاء وكفاءة استهلاك الطاقة (65C02 ، سواء كشريحة منفصلة أو مُدمجة داخل وحدة تحكم دقيقة تُسمى 65C150). ثم وسّعوا نطاق منتجاتهم بشكل كبير مع طرح معالج 65816 ، وهو ترقية بسيطة نسبيًا من 65C02 إلى 16 بت ، ويمكن تشغيله أيضًا في وضع 8 بت لتحقيق التوافق. ومنذ ذلك الحين، حوّل مركز التصميم الغربي (WDC) جزءًا كبيرًا من كتالوج MOS الأصلي إلى تقنية CMOS، واستمر معالج 6502 في كونه وحدة معالجة مركزية شائعة في سوق الأنظمة المُدمجة ، مثل المعدات الطبية ووحدات التحكم في لوحة القيادة بالسيارات.

بعد إفلاس شركة كومودور عام 1994، استحوذت الإدارة السابقة لشركة كومودور سيميكوندكتور جروب، الشركة التي خلفت شركة إم أو إس، على الشركة مقابل حوالي 4.3 مليون دولار ، بالإضافة إلى مليون دولار أخرى لتغطية نفقات متنوعة، بما في ذلك ترخيص من وكالة حماية البيئة الأمريكية . وتولى دينيس بيزنيل منصب الرئيس التنفيذي. في ديسمبر 1994، أبرمت وكالة حماية البيئة اتفاقية شراء مستقبلية (تحد من مسؤولية الشركة مقابل تقاسم تكاليف التنظيف) مع شركة جي إم تي مايكروإلكترونيكس. وفي عام 1994، أعادت الشركة، التي تعمل تحت اسم جي إم تي مايكروإلكترونيكس ( تقنيات الإشارات المختلطة العظيمة )، افتتاح مصنع تصنيع أشباه الموصلات الأصلي التابع لشركة إم أو إس تكنولوجي، والذي يعود تاريخه إلى حوالي عام 1970 ، في أودوبون ، مقاطعة مونتغومري ، بنسلفانيا، والذي كانت كومودور قد أغلقته عام 1993. ^{[ 10 ]}

كان المصنع مدرجًا على قائمة أولويات وكالة حماية البيئة الوطنية لمواقع النفايات الخطرة منذ 4 أكتوبر 1989. ^{[ 11 ] [ 12 ]} ويعود ذلك إلى تسرب مادة ثلاثي كلورو الإيثيلين (TCE) عام 1978 من خزان تخزين خرساني تحت الأرض سعته 250 جالونًا (946 لترًا) كانت تستخدمه شركة كومودور للأجهزة المكتبية في عملية تنظيف أشباه الموصلات. ^{[ 10 ]} وقد تسببت التسريبات من الخزان في تلوث المياه الجوفية المحلية بمادة ثلاثي كلورو الإيثيلين ومركبات عضوية متطايرة أخرى عام 1978. ^{[ 10 ]} وبحلول عام 1999، بلغت إيرادات شركة جي إم تي للإلكترونيات الدقيقة 21 مليون دولار أمريكي ، ويعمل بها 183 موظفًا في الموقع. أُعلن في مارس 1999 عن مشروع شركة GMT لتوفير خدمات تصنيع الرقائق الإلكترونية باستخدام تقنيات المقاومة الرقيقة ثنائية القطب وSiCr (سيليكون كروم) الخاصة بشركة TelCom، ولتكون مصدرًا بديلًا مرخصًا لمنتجات TelCom القائمة على تقنية المقاومة ثنائية القطب، ^{[ 13 ]} بطاقة إنتاجية تبلغ 10,000 رقاقة أشباه موصلات بحجم 5 بوصات شهريًا، لإنتاج أجهزة CMOS وBiCMOS وNMOS وثنائية القطب وSOI ( سيليكون على عازل ). في عام 2000، أوقفت شركة GMT Microelectronics عملياتها وتخلت عن جميع أصولها في موقع Commodore Semiconductor Group التابع لصندوق Superfund . ^{[ 10 ]}