Ken Shirriff is een liefhebber van reverse engineering van geïntegreerde circuits die graag vintage computers en apparatuur restaureert. Tijdens het repareren van een 8-inch HP-floppydrive ontdekte de computerhistoricus een verouderde productietechnologie die bijna achterhaald was. Shirriff legde op zijn blog uit dat de interfacechip van de oude diskettedrive kapot was. Hij besloot het te decoderen en maakte foto's. Het substraat van de chip is heel bijzonder en bestaat uit een saffiersubstraat, siliciumcomponenten en metalen circuits.
Shirriff wees erop dat deze "saffiersilicium"-chip gedeeltelijk transparant is en is ontworpen om te dienen als interface tussen de HP Interface Bus (HP-IB) en de Z80-processor, die de hub is van de floppy drive-controller.
De saffier-siliciumchip is een PHI-component (Processor to HP-IB Interface) die in verschillende HP-producten wordt gebruikt om busprotocollen te beheren en gegevens te bufferen tussen de interfacebus en de microprocessor van het apparaat. Het saffiersubstraat geeft de chip unieke mogelijkheden, waar Shirriff in zijn artikel op ingaat.
In tegenstelling tot gewone geïntegreerde schakelingen zijn de transistors op de chip volledig geïsoleerd omdat het saffiersubstraat een isolator is. Dit betekent dat de capaciteit tussen transistors wordt verminderd, waardoor de prestaties worden verbeterd en bescherming wordt geboden tegen straling en kortsluiting met lage impedantie.
Omdat saffier-silicium van nature bestand is tegen stralingsharding, hebben ruimtevaartuigen, waaronder de Galileo-sondes, sinds 1963 of eerder saffier-siliciumstructuren gebruikt. Shirriff vergeleek de PHI-chip met andere processors uit de jaren zeventig, die waren gemaakt van een saffiersubstraat en een puur siliciumsubstraat.
Volgens de historicus gebruikte de MC2 16-bits processor van Hewlett-Packard uit 1977 saffier-siliciumtechnologie, had hij 10.000 transistors, draaide hij op 8 megahertz en verbruikte hij slechts 350 milliwatt. Ter vergelijking: de Intel 808 616-bit CPU uit 1978 werd geïmplementeerd op een "normaal" siliciumsubstraat met behulp van NMOS in plaats van CMOS-productieprocessen. De chip heeft 29.000 transistors, draaide oorspronkelijk op 5 MHz en verbruikte veel meer stroom, namelijk 2,5 watt.
Hoewel saffiersubstraten bepaalde voordelen hebben op het gebied van prestaties en energieverbruik, zoals het onderzoek van Shirriff bevestigt, is de transistordichtheid op saffiersubstraten niet zo hoog als op siliciumsubstraten. Bovendien zorgde de "kristallijne incompatibiliteit" tussen silicium en saffier ook voor productieproblemen, wat resulteerde in een rendement van HP van slechts 9%. Deze moeilijkheid speelde waarschijnlijk een belangrijke rol in het feit dat silicium in de daaropvolgende jaren het voorkeursmateriaal werd voor de productie van geïntegreerde schakelingen.