Возможно, но по крайней мере я понял что вышел на хотя бы дефолтный уровень протокола. Кроме изменения адреса или тайминга scl уже можно ничего не трогать. Проверить непосредственно микросхему на отладке довольно трудно будет, учитывая что у меня нет рабочего места нормального

Совсем нет. Если есть дисплей и вы его освоите, то и отладка не нужна, можете на него выводить нужную информацию.

Использую дисплей i2c как пробничек, и код оптимизирован для возможного быстого подключения.

Ничего это не значит. И ничего вы не добились.

Элементарно может быть, что SCL вы сделали в режиме push-pull вместо open-drain. И без ожидания отпускания SCL ведомым. И из-за этого EEPROM у вас и не работает. Так как хочет сделать "clock stretching", а вы ему не даёте.
А другому I2C-слэйву (тот же "дисплей на I2C") "clock stretching" и не нужен. Потому и работает.

Это как одна из возможных 100500 причин.
Не разобравшись - в чём именно проблема, завтра опять наступите на те же грабли. И опять EEPROM будет виновата....