Anatomía de un chip PROM de los años 70 que almacena datos en microfusibles

Fuentes: Looking inside a 1970s PROM chip that stores data in microscopic fuses

El MMI 5300, fabricado por Monolithic Memories Incorporated a principios de la década de 1970, es un chip de memoria PROM (memoria de solo lectura programable) capaz de almacenar 1024 bits distribuidos en 256 palabras de 4 bits. A diferencia de una RAM convencional, se programa una sola vez: el usuario funde pequeños fusibles de Nicrom para fijar permanentemente cada 0, mientras que el chip se envía de fábrica con todos los bits en 1. En su lanzamiento, el componente costaba unos 70 dólares.

El artículo recorre la estructura interna del chip. En la matriz de 33×33 que ocupa aproximadamente un cuarto del dado de silicio, cada bit está formado por un diodo y un fusible de unos 8 µm de largo elaborado con una aleación de níquel y cromo, el mismo material empleado en resistencias de tostadoras. Cuando se aplica un pulso de alta tensión —27 V por el pin de programación y 20 V por la salida correspondiente durante unos microsegundos— el fusible se rompe y deja una grieta de unos 700 nm de ancho, apenas visible bajo el microscopio óptico.

La decodificación de direcciones emplea puertas NAND construidas con transistores NPN multiemisor, una particularidad de la lógica TTL de la época. El direccionamiento se divide en dos etapas: primero los bits A3–A7 seleccionan una de las 32 columnas; después, multiplexores DTL reducen las 32 filas de salida a los 4 pines de datos del chip. El texto también explica por qué la rejilla es de 33×33 y no de 32×32: la fila y la columna adicionales son fusibles de prueba que permiten verificar la lógica de direccionamiento sin programar el chip de forma irreversible.

Otro detalle llamativo es la presencia de transistores sin conectar en el bloque de salida, un vestigio de que el mismo diseño de silicio se reutilizaba para variantes ligeramente distintas del PROM. En conjunto, el análisis ilustra tanto las soluciones ingeniosas de la microelectrónica temprana como las limitaciones prácticas, como una tasa de fallos de programación superior al 5 % declarada por el fabricante.