苹果的第一款产品是 1976 年推出的 Apple-1 计算机。

这台早期的微型计算机使用了一种不寻常的存储方式来进行显示：移位寄存器存储器。它不是将数据存储在 RAM（随机存取存储器）中，而是存储在 1024 位移位寄存器中。

将一个位放入移位寄存器，1024 个时钟周期后，该位从另一端弹出。由于移位寄存器存储器不需要寻址电路，它比随机存取存储器芯片制造起来成本更低。当然，缺点是你必须在可用时使用位，而不是访问任意内存位置。不过，移位寄存器存储器的行为非常适合视频电路，因为字符以固定的重复顺序（从左到右和从上到下）显示在屏幕上。

移位寄存器存储器芯片需要具有高电流和异常电压的时钟脉冲：从 +5 伏到 -11 伏。

这些脉冲由特殊芯片 DS0025 两相 MOS 时钟驱动器提供。

该芯片于 1969 年推出，是第一款单片（即集成电路）时钟驱动器。在这篇文章，会展现芯片的内部并解释了它是如何实现的。

上图显示了显微镜下的硅芯片。这个芯片非常简单，包含四个大NPN晶体管、四个二极管和四个电阻。

在这张图片中，硅呈现蓝灰色，而顶部的金属层呈现白色斑点。管芯外部周围是六个黑色矩形，金色键合线将管芯连接到芯片外部引脚的焊盘，管芯被封装在环氧树脂封装中。

为了暴露裸片，用砂纸对塑料封装进行了繁琐的打磨，直到裸片可见。但一些环氧树脂残留在焊线中，所以用几滴沸腾的硫酸清理了芯片。

Apple-1 在电视监视器上显示 24 行，共 40 个字符。与当时的大多数计算机一样，Apple-1 存储字符而不是像素以减少内存需求。

字符生成 ROM在显示时将每个字符转换为 5×7 像素矩阵。为了进一步减少内存，显示器没有存储完整的字节，而是 6 位字符，支持大写字母、数字和一些符号。

六位显示字符保存在六个 1024 位移位寄存器中。第七个移位寄存器跟踪光标位置。 下图显示了 Apple-1 电路板上的移位寄存器和时钟驱动器。

这些芯片采用 8 针封装，因此两个芯片可以放入普通 TTL 芯片的空间。

接下来，讨论芯片的组件。

由于该芯片产生大电流脉冲，它使用大型 NPN 晶体管，其结构与大多数集成电路晶体管不同。每个晶体管由 24 个发射极组成，并联成两组。（你可以认为它是一个大晶体管、2 个晶体管或 24 个小晶体管。）

晶体管是垂直结构的，其下方是集电极（由 N 掺杂硅制成），中间是薄的 P 型基极，N 型发射器嵌入顶部，形成晶体管的 NPN 层，掺杂的硅区域在其边界周围以黑线隐约可见。

在上图中，你可以看到晶体管的集电极、基极和发射极的金属布线。集电极接线在外面，基极接线在中间。

集电极和发射极接线呈锥形：一端接线需要支持全电流负载，而另一端仅处理 1/12 的电流。锥形方法节省了空间，因为它只在需要变厚的地方变厚。

电阻由硅掺杂形成以具有更高的电阻，掺杂硅矩形在裸片照片中隐约可见。

在电阻的每一端，一个触点将硅连接到顶部的金属层，左边的 1000Ω 电阻比右边的 250Ω 电阻长，电阻更大。

该芯片具有单层金属布线，如果两个信号需要交叉，就会出现问题。

解决方案是在硅层中放置一个信号，以便它可以通过金属层下方。本质上，低阻值电阻器用于在金属层下方通过。如下图所示。

有一个问题是，与金属相比硅具有相对较高的电阻，因此布线会增加电阻。该芯片经过精心设计，因此两个“子晶体管”遇到相同的电阻，以避免一个晶体管先于另一个打开。

移位寄存器需要一个两相时钟，即交替通过电路的两个时钟信号。为了支持这一点，时钟驱动芯片有两个相同的驱动电路。下面的示意图显示了其中一个电路。

当输入变高时，它打开晶体管 Q1，将其集电极拉低。这通过二极管 D2 将输出拉低。当输入下降时，Q1 关闭。R2 为 Q2 的基极提供电流，将其打开，并将输出拉高。因此，该电路本质上是一个逆变器，但可以提供高达 1.5 安培的输出。

下图显示了原理图的各个组件，它们出现在裸片上。大部分芯片被大功率晶体管占据。虽然芯片采用 8 引脚封装，但只使用了 6 个引脚；相应的焊盘如下所示。

该芯片由两个相同的镜像驱动器组成，一个被标记。晶体管中有一些变黑的区域，怀疑这是芯片失败的地方。

该芯片为 1970 年代的计算机技术提供了一个有趣的视角。Apple-1 使用移位寄存器内存，随着 RAM 价格的下降，这项技术很快就过时了。

移位寄存器存储器需要专门的时钟驱动集成电路，该芯片仅包含四个大晶体管。现代集成电路中有数十亿个晶体管，很难想象曾经能构建如此简单的芯片。一年后的1977 年推出的 Apple II 使用 RAM 芯片进行所有存储，使移位寄存器内存成为过去。