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Ihr erster Chip auf einem gemeinsam genutzten Wafer: Was Sie zu Hause für den Start benötigen
Sie können zu Hause einen echten Siliziumchip entwerfen. Sie schreiben die Schaltung, simulieren sie und wandeln sie mit kostenlosen Open-Source-Werkzeugen auf einem gewöhnlichen Computer in ein Layout um. Anschließend fertigt eine Gießerei den Chip auf einem Wafer, den sie mit Entwürfen anderer Leute teilt, und genau das bringt den Preis für eine einzelne Person in erreichbare Nähe.
wafer.space betreibt solche gemeinsam genutzten Wafer im 180-nm-GF180MCU-Prozess von GlobalFoundries: fünf Metallagen, 3,3-V- und 5-V-Bauelemente, vier Slot-Größen und 1.000 Dies zurück aus jedem Slot. Seine Projektvorlage, der Precheck und die Chip-on-Board-Breakout-Entwürfe sind Open Source unter Apache-2.0.
Diese Stufe beginnt mit dem Bericht eines Erstdesigners über das Tape-out eines eigenen Chips und legt dann dar, was ein Slot kostet, was Sie zu Hause benötigen, welche Befehle die Vorlage bereitstellt und was zurückkommt. Die Fertigung selbst erfolgt nicht zu Hause.
Erfahren
Wochen des Entwurfs, danach 3 bis 4 Monate bei der Gießerei
Anweisungen
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Einen ersten Chip herstellen sehen
Einen ersten Chip herstellen sehen
Breaking Taps, "Designing Silicon From Scratch". Ein Bastler, der "noch nie zuvor Chipdesign gemacht hat", entwirft einen kleinen Prozessor, reicht ihn über einen wafer.space-Lauf zur Fertigung ein (Tape-out) und nimmt ihn an seinem Labortisch in Betrieb. In seinen eigenen Worten aus dem Video:
- Er hatte einen Monat bis zur Tape-out-Frist und schrieb das Design in Spade, einer an Rust angelehnten Hardwaresprache ("Wenn du lernen willst, professionell einen Chip zu entwerfen, lerne Verilog").
- LibreLane wandelte den Code in ein Layout um, und wafer.space stellt einen Nix-Flake bereit, der die Werkzeuge einrichtet.
- Auf einem großen gemieteten Server dauerte der gesamte Build etwa vier Stunden, davon rund zwei für die Design-Rule-Check.
- Die Durchlaufzeit bei der Fertigung betrug "so etwa 3 bis 4 Monate"; die Dies kamen als Chip-on-Board-Bauteile zurück.
- Er nahm den Chip mit einem Raspberry Pi Pico und Pegelwandlern auf Steckbrettern in Betrieb; unzuverlässiges Verhalten erwies sich als Masseproblem, behoben mit mehr Masse-Brücken.
- Als günstigeren ersten Schritt verweist er auf Tiny Tapeout, das einen Die in kleine Kacheln aufteilt.
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Was ein Slot kostet
Was ein Slot kostet
Jupyter-Notebook wird geladen …
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Was wafer.space ist
Was wafer.space ist
wafer.space ist ein Shared-Wafer-Dienst (Multi-Projekt-Dienst). Er sammelt viele Designs auf einem GlobalFoundries-Wafer, der im GF180MCU-Prozess gefertigt wird, einem 180-nm-Mixed-Signal-Prozess mit fünf Metallebenen und 3,3-V- und 5-V-Bauelementen, und gibt die Dies an jeden Designer zurück.
Slot-Größen für Run 3: 1x1 (3,93 × 5,12 mm), 0,5x1 (1,94 × 5,12 mm), 1x0,5 (3,93 × 2,53 mm) und 0,5x0,5 (1,94 × 2,53 mm), jeweils mit einem 26-µm-Seal-Ring, und 1.000 Dies pro Slot. Zusatzoptionen: Chip-on-Board-Verpackung (\$1.50 pro Die) oder der gesamte ungeschnittene Wafer (\$2,000). Das PDK ist offen; Ihr Design kann offen oder geschlossen sein.
Run-3-Termine wie veröffentlicht: Early Bird bis 30. September 2026, Kauffrist 9. Dezember 2026, Einreichungsfrist 16. Dezember 2026, Teile versandt im Q2 2027. Run 1 hat seinen Kunden bereits drahtgebondete Chip-on-Board-Teile geliefert.
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Woher der Chip stammt
Woher der Chip stammt
Der eingebettete Bauplan ist die Idee von 1959, der jeder Chip auf diesem Wafer noch folgt: Alle Bauteile und die Verdrahtung werden gemeinsam, flach, auf einem einzigen Stück Silizium hergestellt.
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Was du zu Hause brauchst
Was du zu Hause brauchst
**Ein Computer.** LibreLane, das Tool, das dein Design in ein Layout umwandelt, verlangt mindestens einen Quad-Core-Prozessor mit 2,0 GHz CPU und 8 GiB RAM und empfiehlt einen Intel Core der 6. Generation oder AMD Ryzen-1000-Serie CPU oder neuer sowie 16 GiB. Es wird hauptsächlich unter Ubuntu 22.04 und neuer unterstützt; macOS 15 und neuer wird unterstützt, und Windows 10 (Version 2004 und neuer) über das Windows-Subsystem für Linux.
**Die Tools, über Nix.** Die Projektvorlage bringt jedes Tool in einer Nix-Shell mit: LibreLane mit Yosys, OpenROAD, Magic und KLayout, cocotb mit Icarus Verilog für die Simulation und GTKWave für Wellenformen. LibreLanes eigene Warnung: Installiere Nix nicht mit apt, dessen Version oft veraltet ist.
**Ein Platz**, gekauft bei wafer.space vor der Kauffrist, und dein fertiges Layout, eingereicht vor der Einreichungsfrist.
**Zeit.** Das Design braucht Wochen; die Foundry braucht Monate. Ein langer Build braucht außerdem eine schnelle Maschine: Der Maker aus Schritt 1 hat einen großen Server gemietet, um seinen zu verkürzen.
Materialien für diesen Schritt:
Eigener ASIC-Die1000 StückBenötigte Werkzeuge:
Desktop-Computer6
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Install and run the template
Install and run the template
These commands are copied from the LibreLane installation guide and the wafer.space project template and precheck READMEs as they stood on 29 September 2026. They are documented steps, not a run recorded for this blueprint; follow the READMEs if they have changed.
first-chip.shbash
Benötigte Werkzeuge:
Desktop-Computer7
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Gestalte es nach deinen Wünschen, innerhalb der Regeln der Vorlage
Gestalte es nach deinen Wünschen, innerhalb der Regeln der Vorlage
Deine Logik gehört in src/chip_core.sv, das den Takt, den Reset und die Signale von den Pads erhält; chip_top.sv enthält die Pads, einen QR-Code mit der Chip-ID und das wafer.space-Logo. Die Regeln der Vorlage aus ihrem README:
- Behalte die Anzahl der Pads bei, damit die Bond-Pads dort bleiben, wo das Standard-Bonding sie erwartet.
- Ändere die Versorgungs- oder Masse-Pads nicht, sonst passt der Chip nicht mehr auf die Standard-Breakout-Platine.
- Du darfst ändern, was die Signal-Pads sind: bidirektional, nur Eingang oder analog, eingestellt mit NUM_INPUT und NUM_BIDIR.
Die Precheck-Prüfung bestätigt dann eine oberste Zelle, Ursprung bei (0,0), nichts oberhalb von Metal5, die Abmessungen des Slots und die Pad-Öffnungen für Chip-on-Board und führt die Dichte-, Antennen-, Magic DRC- und KLayout DRC-Prüfungen aus.
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Was zurückkommt
Was zurückkommt
Jeder Slot liefert 1.000 Dies. Mit dem Chip-on-Board-Zusatz wird ein Die auf eine kleine Platine geklebt, mit Drahtbonds an seine Pads angeschlossen und mit Epoxidharz abgedeckt, wie auf dem Foto dieser Sprosse aus Run 1.
Für Run 1 misst die Platine für einen vollen Slot 14 × 16 mm. Die 74 Bond-Pads des Dies folgen der Tiny-Tapeout-Konvention, alle Masse-Anschlüsse sind miteinander verbunden, und darunter befindet sich ein 70-poliger Mezzanine-Steckverbinder. wafer.space veröffentlicht Beispiel-Breakout-Motherboards und KiCad-Symbole für diesen Steckverbinder und weist darauf hin, dass Pinbelegungen und Steckverbinder für jeden Run spezifisch sind.
Das Verdrahten dieser Breakout-Platine und die Inbetriebnahme des Chips darauf sind die nächsten Sprossen dieser Leiter.
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Ein erster Chip, der nicht bestanden wird
Ein erster Chip, der nicht bestanden wird
Fehlerbehebung beim ersten Chip.
Flow
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Quellen und ehrliche Grenzen
Quellen und ehrliche Grenzen
**Quellen**, abgerufen am 29. September 2026: wafer.space (Startseite, Preise, Technologie- und FAQ-Seiten); die GitHub-Repositories von wafer-space gf180mcu-project-template, gf180mcu-precheck und chip-on-board-wire-bonded-pcbs (Apache-2.0); die Installationsanleitung für LibreLane; sowie Breaking Taps, „Designing Silicon From Scratch“ auf YouTube.
**Ehrliche Grenzen.** Die Befehle wurden für diese Blaupause nicht ausgeführt: Es handelt sich um die dokumentierten Schritte der Maintainer. Preise und Termine gelten für Run 3 in der veröffentlichten Form und werden für spätere Runs abweichen; die Board-Details von Run 1 sind spezifisch für diesen Run. Die Bauzeit und Durchlaufzeit in Schritt 1 sind die Erfahrung eines einzelnen Makers, kein Versprechen. Das Foto stammt von wafer.space selbst aus dessen Chip-on-Board-Repository.
Materialien
1- 1000 StückPlatzhalter
Benötigte Werkzeuge
1- Platzhalter
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