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Il tuo primo chip su un wafer condiviso: cosa ti serve per iniziare a casa
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29. settembre 2026FI
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Il tuo primo chip su un wafer condiviso: cosa ti serve per iniziare a casa

Puoi progettare un vero chip di silicio a casa. Scrivi il circuito, lo simuli e lo trasformi in un layout su un computer comune, con strumenti gratuiti e open source. Una fonderia poi lo produce su un wafer che condivide con i progetti di altre persone, ed è questo che rende il prezzo accessibile a una singola persona. wafer.space gestisce questi wafer condivisi sul processo GF180MCU da 180 nm di GlobalFoundries: cinque livelli di metallo, dispositivi da 3,3 V e 5 V, quattro dimensioni di slot e 1.000 die restituiti da ogni slot. Il suo template di progetto, il precheck e i progetti di breakout chip-on-board sono open source con licenza Apache-2.0. Questo gradino inizia con il racconto in prima persona di un progettista alle prime armi che realizza un chip, poi illustra quanto costa uno slot, cosa ti serve a casa, i comandi forniti dal template e cosa ti viene restituito. La fabbricazione vera e propria non viene eseguita a casa.
Avanzato
Settimane di progettazione, poi da 3 a 4 mesi presso la fonderia

Istruzioni

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Guarda la realizzazione del primo chip

Breaking Taps, "Designing Silicon From Scratch". Un maker che non aveva "mai fatto alcun progetto di chip prima d'ora" progetta un piccolo processore, lo invia alla fabbricazione (tape-out) su una serie di wafer.space e lo mette in funzione sul suo banco di lavoro. Con parole sue, nel video: - Aveva un mese prima della scadenza per il tape-out e ha scritto il progetto in Spade, un linguaggio hardware ispirato a Rust ("Se vuoi imparare a progettare un chip a livello professionale, vai a imparare Verilog"). - LibreLane ha trasformato il codice in un layout, e wafer.space fornisce un flake Nix che configura gli strumenti. - Su un grande server in affitto, l'intera build ha richiesto circa quattro ore, di cui circa due per il controllo delle regole di progettazione (DRC). - I tempi di consegna della fonderia sono stati "qualcosa come da 3 a 4 mesi"; i die sono tornati come componenti chip-on-board. - Ha messo in funzione il chip con un Raspberry Pi Pico e level shifter su breadboard, e il comportamento instabile si è rivelato un problema di messa a terra, risolto con più ponticelli di massa. - Come primo passo più economico, indica Tiny Tapeout, che suddivide un die in piccole celle.
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Quanto costa uno slot

Caricamento del notebook Jupyter…
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Cos'è wafer.space

wafer.space è un servizio di wafer condiviso (multi-progetto). Raccoglie molti progetti su un unico wafer GlobalFoundries prodotto con il processo GF180MCU, un processo mixed-signal da 180 nm con cinque strati di metallo e dispositivi da 3,3 V e 5 V, e restituisce i die a ciascun progettista. Dimensioni degli slot per la Run 3: 1x1 (3,93 × 5,12 mm), 0,5x1 (1,94 × 5,12 mm), 1x0,5 (3,93 × 2,53 mm) e 0,5x0,5 (1,94 × 2,53 mm), ciascuno con un seal ring da 26 µm, e 1.000 die per slot. Opzioni aggiuntive: packaging chip-on-board (1,50 $ a die) oppure l'intero wafer non tagliato (2.000 $). Il PDK è aperto; il tuo design può essere open o closed. Date della Run 3 come pubblicate: early bird fino al 30 settembre 2026, scadenza per l'acquisto 9 dicembre 2026, scadenza per la consegna dei progetti 16 dicembre 2026, spedizione dei componenti nel secondo trimestre del 2027. La Run 1 ha già consegnato ai propri clienti componenti chip-on-board con wire bonding.
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Da dove viene il chip

Il progetto integrato è l'idea del 1959 che ogni chip su questo wafer continua a seguire: tutti i componenti e i collegamenti realizzati insieme, in piano, su un unico pezzo di silicio.
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Cosa ti serve a casa

**Un computer.** LibreLane, lo strumento che trasforma il tuo progetto in un layout, richiede almeno un CPU quad-core da 2,0 GHz e 8 GiB di RAM, e consiglia un Intel Core di 6a generazione o un AMD Ryzen serie 1000 CPU o successivo e 16 GiB. È supportato principalmente su Ubuntu 22.04 e successive; sono supportati macOS 15 e successivi, e Windows 10 (versione 2004 e successive) tramite il Windows Subsystem for Linux. **Gli strumenti, tramite Nix.** Il template del progetto porta con sé ogni strumento in una shell Nix: LibreLane con Yosys, OpenROAD, Magic e KLayout, cocotb con Icarus Verilog per la simulazione, e GTKWave per le forme d'onda. L'avvertenza di LibreLane: non installare Nix con apt, la cui versione è spesso obsoleta. **Un posto**, acquistato da wafer.space prima della scadenza per l'acquisto, e il tuo layout completato inviato prima della scadenza per la consegna. **Tempo.** Il progetto richiede settimane; la fonderia richiede mesi. Una build lunga richiede anche una macchina veloce: il maker del passaggio 1 ha affittato un server di grandi dimensioni per abbreviarla.

Materiali per questo passaggio:

Chip ASIC personalizzatoChip ASIC personalizzato1000 pezzi

Strumenti necessari:

Computer da tavoloComputer da tavolo
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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
# 1. Install Nix with the FOSSi binary cache (LibreLane guide, Ubuntu/Linux). Not with apt.
sudo apt-get install -y curl
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -fsSL https://artifacts.nixos.org/nix-installer | sh -s -- install --no-confirm --extra-conf "
    extra-substituters = https://nix-cache.fossi-foundation.org
    extra-trusted-public-keys = nix-cache.fossi-foundation.org:3+K59iFwXqKsL7BNu6Guy0v+uTlwsxYQxjspXzqLYQs=
    extra-experimental-features = nix-command flakes
"
# close all terminals, then open a new one

# 2. Get the project template and enter its tool shell
git clone https://github.com/wafer-space/gf180mcu-project-template
cd gf180mcu-project-template
nix-shell
make clone-pdk            # the open_pdks gf180mcuD variant, via Ciel

# 3. Simulate the example design (a 42-bit counter in src/chip_core.sv)
make sim                  # RTL simulation, cocotb + Icarus Verilog
make sim-view             # open the waveform in GTKWave

# 4. Turn it into a layout, then look at it
make librelane            # results in librelane/runs/<timestamp>/, final views in final/
make librelane-klayout    # or: make librelane-openroad
make sim-gl               # gate-level simulation of the finished layout

#    A smaller slot, e.g. the 1.94 x 2.53 mm quarter slot:
SLOT=0p5x0p5 make librelane

# 5. Check it is fit to manufacture (separate repository, its own nix-shell and clone-pdk)
git clone https://github.com/wafer-space/gf180mcu-precheck
cd gf180mcu-precheck
nix-shell
make clone-pdk
export PDK_ROOT=gf180mcu && export PDK=gf180mcuD
python3 precheck.py --input chip_top.gds --slot 0p5x0p5 --cob   # --cob only if you ordered chip-on-board

Strumenti necessari:

Computer da tavoloComputer da tavolo
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Personalizzalo, entro le regole del template

La tua logica va in src/chip_core.sv, che riceve il clock, il reset e i segnali dai pad; chip_top.sv contiene i pad, un QR code con l'ID del chip e il logo di wafer.space. Le regole del template, dal suo README: - Mantieni il numero di pad, in modo che i bond pad restino dove il bonding predefinito se li aspetta. - Non modificare i pad di alimentazione o di massa, altrimenti il chip non entra più nella breakout board predefinita. - Puoi cambiare la funzione dei pad di segnale: bidirezionali, solo ingresso o analogici, impostata con NUM_INPUT e NUM_BIDIR. Il precheck poi verifica una sola top cell, origine in (0,0), nulla sopra Metal5, le dimensioni dello slot e le aperture dei pad per chip-on-board, ed esegue i controlli di densità, antenna, Magic DRC e KLayout DRC.
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Cosa torna indietro

Ogni slot restituisce 1.000 die. Con l'add-on chip-on-board, un die viene incollato su una piccola scheda, collegato con fili (wire-bonding) ai suoi pad e coperto con resina epossidica, come nella fotografia di questo gradino dal Run 1. Per il Run 1 la scheda a slot pieno misura 14 × 16 mm, con i 74 pad di bonding del die secondo la convenzione Tiny Tapeout, tutte le masse collegate tra loro e un connettore mezzanine a 70 pin sul lato inferiore. wafer.space pubblica esempi di motherboard di breakout e simboli KiCad per quel connettore, e osserva che piedinature e connettori sono specifici per ciascun run. Il cablaggio di quella scheda di breakout e la messa in funzione del chip su di essa sono i prossimi gradini di questa scala.
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Un primo chip che non supererà

Risoluzione dei problemi del primo chip.

Flow

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Fonti e limiti onesti

**Fonti**, consultate il 29 settembre 2026: wafer.space (pagine principali, prezzi, tecnologia e FAQ); i repository GitHub di wafer-space gf180mcu-project-template, gf180mcu-precheck e chip-on-board-wire-bonded-pcbs (Apache-2.0); la guida all'installazione di LibreLane; e Breaking Taps, "Designing Silicon From Scratch" su YouTube. **Limiti onesti.** I comandi non sono stati eseguiti per questo blueprint: sono i passaggi documentati dai manutentori. Prezzi e date sono quelli del Run 3 come pubblicati e cambieranno per i run successivi, mentre i dettagli della scheda del Run 1 sono specifici di quel run. Il tempo di costruzione e i tempi di consegna nel passaggio 1 sono l'esperienza di un singolo maker, non una promessa. La fotografia è di wafer.space, tratta dal suo repository chip-on-board.

Materiali

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Strumenti richiesti

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CC0 Pubblico dominio

Questo progetto è rilasciato sotto CC0. Sei libero di copiare, modificare, distribuire e utilizzare quest'opera per qualsiasi scopo, senza chiedere permesso.

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