Google бесплатно изготовит любой опенсорсный чип на техпроцессе 130 нм +43



Если вы разработали собственную микросхему и думаете, как её физически изготовить, Google предлагает сделать её бесплатно.

Есть несколько оговорок.

Во-первых, дизайн микросхемы должен быть общедоступным и открытым: вы отправляете свою работу на производство, прислав URL соответствующего репозитория Git.

Во-вторых, микросхема изготавливается по техпроцессу 130 нм двадцатилетней давности (на нём делались Pentium III и 4, например). Впрочем, примерно по таким нормам до сих пор работают многие производства электроники, так что нельзя назвать техпроцесс полностью устаревшим.

Но это ещё не все условия. Хотя Google обещает помочь любой организации, коммерческому или любительскому проекту, но если будет зарегистрировано более 40 заявок, то она будет выбирать, кому отдать предпочтение.

Последние ограничения — на размер и сложность микросхемы. Максимальная площадь кристалла ограничена 10 мм?.

Вероятно, ограничение на количество заявок связано с тем, что они собираются отвлечь фабрику от нормального промышленного производства только на один запуск и будут делать только один комплект фотошаблонов площадью 10*40 = 400 мм?, пояснил Валерий Шунков, разработчик интегральных микросхем для космоса: «Разместить что-то в качестве “попутного производства” только по краям какой-то пластины, предназначенной для большой серии — во-первых, глупо, во-вторых, дорого, в-третьих, неудобно. В реальности это будет один комплект шаблонов на все проекты, с площадью 400 квадратных миллиметров и примерно семьюдесятью копиями этого шаблона на двухсотмиллиметровой пластине. Если пластину делать будут одну — раздадут участникам по пятьдесят чипов. Если две — по сто».

Валерий Шумков также приводит примеры полезных микросхем, которые можно сделать на таком техпроцессе и в таком форм-факторе: «Энергоэффективный DC/DC конвертер на 10 В входного напряжения, чтоб питать что-то от батареек. Быстрый и экономичный АЦП для обработки показаний сенсоров, чтобы платка с батарейным питанием могла мерить что-то несколько лет. Чип радиоканала для связи этой платы с базовой станцией. Микроконтроллер, который будет всем этим управлять».

Конечно, это далеко не полный список.





Всё абсолютно бесплатно: от проверки чипа на аппаратном языке и симуляторе до фактического производства. Обычно это очень сложные и дорогостоящие процедуры для обычных любителей и небольших компаний, см. статью «Сколько стоит для студента микросхему выпустить?» на Хабре.

Прототипирование чипов даже на таком скромном технологическом процессе обычно обходится в тысячи долларов.

Программу возглавляет ветеран Google Тим Анселл (Tim Ansell), он рассказывает о проекте на видео (слайды).


Непосредственно для изготовления микросхем Google и её партнер efabless выбрали компанию Skywater Technology Foundry, ранее известную под названием Cypress Semiconductor. Производство первых микросхем запланировано на ноябрь 2020 года, следующей партии — на начало 2021 года, а потом будет ещё.

Цель состоит в том, чтобы разработать полностью открытый производственный процесс производства полупроводников. Чтобы помочь достичь этого, Google и Skywater выпустили опенсорсный PDK (process development kit): это пакет правил проектирования, логических и аналоговых моделей и ячеек, спецификаций и других данных, чтобы превратить ваши RTL-файлы в реальные рабочие модели полупроводников, металлов и других химических веществ на крошечных кремниевых микросхемах, упакованных в пластик.

Обычно PDK с заводов микроэлектроники стоит больших денег. Видимо, это первый в истории опенсорсный и бесплатный PDK, хотя проект пока в стадии эксперимента.

Теги:




Комментарии (55):

  1. sandroDan
    /#21814740 / +11

    130? двадцатилетней давности?
    хе-хе-хе…
    в 2006м имел честь работать на одном интересном заводе. Могу за давностью лет ошибаться, но там была технология 300 или 350 нм. И ниче так, жили ))

  2. drWhy
    /#21814792 / +1

    Видимо, Гуглу с покупкой очередной технологической компании в нагрузку достался свечной микросхемный заводик. Ограничения на количество заявок кмк может быть связано с имеющимся остатком кремниевых пластин, растить новые дороговато даже для Гугла, особенно в качестве хобби.

    • amartology
      /#21815210 / +2

      Ограничение на количество заявок связано с тем, что они собираются отвлечь фабрику от нормального промышленного производства только на один запуск и будут делать только один комплект фотошаблонов площадью 10*40 = 400 мм2.

      • Pyhesty
        /#21815438

        скорее всего будут размещать на краях стандартной круглой пластины, отсюда и ограничение в 10см.кв и технологию 130нм, так что это попутное производство будет.

        • amartology
          /#21815584 / +6

          Нет, это просто не так. Я написал свой предыдущий комментарий без слов «скорее всего» или «я думаю, что», потому что я точно знаю, как именно устроены MPW.
          Разместить что-то в качестве «попутного производства» только по краям какой-то пластины, предназначенной для большой серии — во-первых, глупо, во-вторых, дорого, в-третьих, неудобно.
          В реальности это будет, повторюсь, один комплект шаблонов на все проекты, с площадью 400 квадратных миллиметров и примерно семьюдесятью копиями этого шаблона на двухсотмиллиметровой пластине. Если пластину делать будут одну — раздадут участникам по пятьдесят чипов. Если две — по сто.

          • Pyhesty
            /#21815980 / +1

            отлично, если так,
            спасибо за комментарий

      • drWhy
        /#21815582

        Жаль. Тогда предположу, что после первого теста поднимут планку площади кристалла для привлечения более матёрых разработчиков.

        • amartology
          /#21815590 / +1

          Если вдруг придут более матёрые разработчики, им просто отдадут два соседних слота на кристалле)

    • Vitvp
      /#21815712 / -1

      10мм2 это дозагрузка отходов от пластин.

  3. fufar
    /#21814858 / -5

    А что полезного можно сделать на 130нм? в голову пришло что-то типа опенсорс биоса(coreboot?) или например аппаратного шифрования для ссд/флешек, но это в целом и так есть

    • drWhy
      /#21814954 / +6

      Pentium III-4, остаётся по поводу лицензии на мелкосерийное производство договориться.
      Чипсеты к более свежим процессорам. Управляющие схемы для силовой электроники. Цифровые звуковые усилители. Троичные компьютеры. Протезы для сгоревших чипов в блоках управления устаревшими дорогими устройствами. «and so on and so forth»

      • sandroDan
        /#21814976

        ну, не Пентиум, а тот же 8-битный МК аля «pic16f629» или «attiny2313» :)

        • drWhy
          /#21815006 / +1

          Именно Pentium III-4 выполнялись по таким нормам (когда нормы ещё что-то обозначали).

          • sandroDan
            /#21815024

            стоп-стоп! Но площадь кристалла у Пентиума гораздо выше, чем указано в статье

            • amartology
              /#21815168 / +1

              Так в статье это предложение для тестового чипа в этом конкретном проекте. А вопрос был «что полезного можно сделать на 130 нм?»

            • drWhy
              /#21815170

              Вопрос звучал: «что полезного можно сделать на 130нм?»

              • sandroDan
                /#21815196

                дык, меня больше напрягло «Последние ограничения — на размер и сложность микросхемы. Максимальная площадь кристалла ограничена 10 мм?. „

                • amartology
                  /#21815224 / +1

                  Это специфика мультипроектного тестового запуска, не более того. Бля экономии денег делают один комплект фотошаблонов на все проекты сразу.

                  • sandroDan
                    /#21815234

                    понял, не знал эту технологию.

    • sandroDan
      /#21814964 / +2

      я не спец в разработке м-м, но я бы хотел что-то гибридное: аналог + цифра, или этакий мини-ПЛИС + аналоговые узлы (те же ОУ). А как вам мелкий чип для замеров каких-то физических параметров + сразу вся обвязка на кристалле (те же ОУ + коэффициенты усиления, обратная связь, и всё это с помощью SPI и нескольких регистров-защелок).
      Да много чего бывает интересно опробовать!

      • drWhy
        /#21815154

        Дерзайте.
        Уважаемый UFO, можно было бы устроить конкурс на получение рекомендаций Хабра, с ними у авторов есть хорошие шансы быть услышанными и получить одно из 40 мест, а недостатка в достойных проектах в закромах не наблюдается.

      • amartology
        /#21815184

        : аналог + цифра, или этакий мини-ПЛИС + аналоговые узлы (те же ОУ).
        Такое уже есть на рынке. И на мировом, и на российском.

        • sandroDan
          /#21815212

          да, те же упомянутые в статье Cypress
          но или «Многовато будет» или «Дороговато, а у пана атамана нема золотогу запасу» )))

    • RomanVZ
      /#21815112 / +1

      Например, GNSS чип геодезического класса для точного позиционирования. Все дешевые решения начинаются от сотен долларов за штуку и не блещут характеристиками, поскольку делаются на чипах, непосредственно не предназначенных для подобных задач.

      • sandroDan
        /#21815132 / +1

        а можете пояснить последнее предложение? «делаются на чипах, не предназначенных для подобных задач»

        • RomanVZ
          /#21816398

          Смысл в том, что к одним и тем же сигналам спутников глобальных навигационных систем можно применить разные способы их обработки, чтобы получить более или менее точные результаты. На двух концах находятся, с одной стороны, маленькие дешевенькие приемники, которые с помощью подсказок могут что-то примерно определить, а с другой — дорогие и сложные геодезические приемники, которые могут дать точность в несколько миллиметров. Бывает так, что дешевый приемник может выдавать какой-нибудь сигнал вовне, по которому с помощью внешнего вычислителя можно получить точность лучше, чем позволяют внутренние возможности приемника. Например, с чипом Ublox Neo M8 и с Intel Edison в роли вычислителя был в своё время сделан RTK-приемник Emlid Reach, один из первых в своем роде.
          Бывают приемники получше, например, 32-канальный NV08C-CSM или даже новый 220-канальный PX1122R. Последний — вообще-то неплохой, но цена кусачая, а характеристики всё ещё не выдающиеся. Им по-прежнему далеко до лейковских модулей с 500+каналами и дополнительными алгоритмами, дающими действительно высокую точность.

          • fougasse
            /#21816428 / +1

            Вы уверены, что любители будут способны сделать качественную реализацию, если им дать возможность производства?

            • RomanVZ
              /#21816696

              Сложно сказать, но это одна из областей, где нужны свежие и недорогие решения.

    • amartology
      /#21815160 / +5

      Энергоэффективный DC/DC конвертер на 10 В входного напряжения, чтоб питать что-то от батареек. Быстрый и экономичный АЦП для обработки показаний сенсоров, чтобы платка с батарейным питанием могла мерить что-то несколько лет. Чип радиоканала для связи этой платы с базовой станцией. Микроконтроллер, который будет всем этим управлять.
      Вопрос надо ставит так: «а что полезного нельзя сделать на 130 нм?» И список ответов будут довольно коротким.

      • sandroDan
        /#21815230 / +1

        эээ… Первое есть у MAX, года 2 назад делал на них.
        второе проще на типовом МК сделать,
        радио + МК хватает, те же CCxxxx
        МК с микро и нано — полно, от «430» до весьма свежих stm

        • amartology
          /#21815276 / +3

          Отлично, то есть я полностью прав) Это все — полезные вещи, которые можно сделать на технологии 130 нм.

          • sandroDan
            /#21815316

            ваш оптимизм напомнил шутку про «У нас есть 123 стандарта, но они кривые… А давайте придумаем Единый мега Стандарт!» и получилось 124 стандарта ))
            Это я к тому, что каталоги не успеваешь листать: так быстро пополняется элементарная база компонентов!

  4. amartology
    /#21815130

    всё абсолютно бесплатно: от проверки чипа на аппаратном языке и симуляторе до фактического производства
    Вот этого нигде не сказано, и никаких САПР для разработки и верификации не дадут)
    Не надо обманывать бедных хоббийщиков.
    Это не говоря уже о том, что прямо сейчас это всё только слова, а в репозиторий натгитхабе залит один (!) логический элемент, и только логическаие описания, без бэкенда.

    UPD Внимательное чтение первоисточников показало, что САПР таки дадут. С efabless.com Он неудобный и кривой, но намного лучше, чем ничего)

    • sandroDan
      /#21815134

      про верификацию и я подумал, тут и есть половина сложности

      UPD
      где я работал, так народ на самописной сидел, на Паскале написанной…

  5. FreeNickname
    /#21815366

    Я совершенно не в теме, кто-нибудь может объяснить, зачем это Google? Допустим, в большинстве проектов Google их интерес в получении информации о пользователях (или, к примеру, в обучении своего AI), а тут я не совсем понимаю.

    Цель состоит в том, чтобы разработать полностью открытый производственный процесс производства полупроводников.

    Возможно, здесь заключён ответ, но я, опять же, не понимаю, зачем это Google.

    • Pyhesty
      /#21815464 / +3

      вначале и ютуб не монетизиповался, они отладят прием заявок на производство микроэлектроники, а потом попробуют построить на этом бизнес. Печатные платы предлагают сейчас по почте сделать, раньше это было фантастикой, может это это следуюший шаг — заказ своих чипов по почте )))

    • drWhy
      /#21815512 / +1

      Ну и вопрос поиска кадров наверняка актуален.

    • EzikBro
      /#21815554 / +1

      Пытаются выйти на рынок процессоров, а для этого нужен не только конкурентоспособный продукт, но и какая-нибудь взрывная фишка. Вот и ищут во всех щелях, что бы такое инновационное у народа позаимствовать или этому народу дать.
      Плюс тестят, как вообще рынок себя ведет в этой области.

      • amartology
        /#21815604 / +2

        Во-первых, гугл уже вышел на рынок процессоров. Во-вторых, этот эксперимент к рынку не имеет ни малейшего отношения и выглядит исключительно как благотворительность.

        • tester12
          /#21816604 / +1

          Выглядит как помощь университетам в студенческих проектах и подбор студентов для будущего найма.

        • EzikBro
          /#21822552 / +1

          Вы уже пользуетесь процессорами от гугла, и это я один такой отсталый? Насколько я помню, они до сих пор даже в разработке, а не в массовом производстве.
          Скорее всего просто гугл присматривается к людям и идеям, плюс как обычно толкает странные идеи открытости, но согласитесь, что если бы существовал процессорный гений в глубинке Швейцарии без денег на осуществление своего проекта, то гугл бы с радостью спер его идеи в ходе этой акции. Тот факт, что таких гениев нет — это уже десятый вопрос.

          • amartology
            /#21822706 / +1

            Гугл делает TPU и использует их в своих датацентрах уже четыре с лишним года. Так что я ими пользуюсь, да. И вы вероятно, не такой отсталый, как думаете.

  6. xztau
    /#21815688

    К этой теме вспомнил про японские аппараты для мелкосерийного производства чипов. Оранжевые такие. Кто знает, на чём дело встало?
    -
    О! Их уже купить можно! minimalfab.ru
    И вроде бы в России не запрещены!

    • amartology
      /#21816244

      Дело встало на том, что они, когда я видел их в последний раз, не умели делать ионную имплантацию и потому не были пригодны для норм меньше одного микрона.

  7. /#21815714 / +2

    сколько недовольных, людей подбодрят этим жестом, мотивации прибавят, а тут двадцатилетний чип, да зачем он нужен. Это им почти ничего не стоит, а людям приятно будет

  8. kanvas
    /#21816142

    Хорошая идея сделать полностью свободный проект полезной обществу микросхемы — контроллера или чего-то подобного. Как быть с рисками, что какой-нибудь патентный тролль или просто ИТ корпорация может «увидеть» в разработке «воровство» своих патентов и в результате свободную разработку закроют и засудят причастных? Хотелось бы, чтобы в «пакет поддержки» входил бы «патентный поиск» или что-то подобное

    Можно, например, сделать свободный контроллер сервопроводов, в идеале чтобы он потом стал стандартом в отрасли. Управление двигателями, коллекторными/шаговыми/бесколлекторными, обратная связь, термоконтроль, обмен с МК и тп

    • tester12
      /#21816574

      Те, у кого нет миллиарда, те идут в патентным троллям не интересны. Они троллят ради денег, а не из любви к искусству юриспруденции.

      А управление двигателями («опенсорсное») собирается вручную из силовых транзисторов.

  9. /#21816844 / +1

    OpenSource, завоевав признание в софте, решил покорить железо)

  10. Radon17
    /#21818336

    Хм, а это ведь открывет огромные перспективы для downgrade-направления! Можно хоть SID из коммодора им отправить, или любой другой редкий чип.

    • amartology
      /#21818362

      И что downgrade-направление будет делать с пятьюдесятью копиями чипа? При условии, что они вообще выберут такой проект над чем-то новым и интересным.

      • Radon17
        /#21819136

        Да вот, чисто в теории же возможно создать некое развитие старым архитектурам. Напимер, тот же VAX на одном кристалле. А тому можно и какое-нибудь применение найти. Сейчас же до сих пор у нас штампуют 1839 серию для БЦВМ.

        • amartology
          /#21819614

          Повторяю вопрос: вам дадут пятьдесят копий чипа. И что дальше? Все то же самое можно было сделать в любое время за сумму порядка десяти тысяч евро. Что изменилось?

  11. scg
    /#21821702

    Мне на ум OpenRISC приходит.