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シェアドウェハ上での初めてのチップ：自宅で始めるために必要なもの
自宅で実際のシリコンチップを設計できます。回路を書き、シミュレーションし、無料のオープンソースツールを使って一般的なコンピュータ上でレイアウトに変換します。その後、ファウンドリがそれを他の人の設計と共有するウェハ上で製造します。これにより、個人でも手が届く価格になります。
wafer.space は、GlobalFoundries の 180 nm GF180MCU プロセスでこのような共有ウェハを運営しています。5層のメタル層、3.3 V および 5 V デバイス、4 種類のスロットサイズ、そして各スロットから返却される 1,000 個のダイがあります。そのプロジェクトテンプレート、プリチェック、およびチップオンボードのブレイクアウト設計は、Apache-2.0 のもとでオープンソースとして公開されています。
この段階では、初めて設計する人自身によるチップのテープアウトの体験談から始まり、その後、スロットの費用、自宅で必要なもの、テンプレートが提供するコマンド、そして返却されるものについて説明します。製造自体は自宅では行いません。
上級者
設計に数週間、その後ファウンドリで3〜4か月
手順
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最初のチップが作られる様子を見る
最初のチップが作られる様子を見る
Breaking Taps の「ゼロから始めるシリコン設計」。「これまでチップ設計をしたことがない」制作者が、小型プロセッサを設計し、wafer.space の試作枠（ラン）でテープアウトし、自分の作業台で動作させるまでを記録しています。動画内での本人の言葉は以下の通りです。
- テープアウトの締め切りまで 1 か月しかなく、Rust に着想を得たハードウェア言語 Spade で設計を書いた（「プロとしてチップ設計を学びたいなら、Verilog を学びなさい」）。
- LibreLane がコードをレイアウトに変換し、wafer.space は道具一式をセットアップする Nix flake を提供している。
- 借りた大型サーバーでビルド全体に約 4 時間かかり、そのうち約 2 時間は設計ルールチェック（DRC）だった。
- ファウンドリでの納期は「3〜4 か月程度」。ダイはチップ・オン・ボード品として返却された。
- ブレッドボード上の Raspberry Pi Pico とレベルシフタでチップを動作させたところ、不安定な挙動はグラウンドの問題だと判明し、グラウンドジャンパを増やして解決した。
- より安価な最初の一歩として、ダイを小さなタイルに分割する Tiny Tapeout を挙げている。
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スロットの料金
スロットの料金
Jupyter ノートブックを読み込み中…
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wafer.space とは
wafer.space とは
wafer.space は、シェアードウェハ（マルチプロジェクト）サービスです。多数の設計を1枚の GlobalFoundries ウェハーにまとめて作製し、GF180MCU プロセスで製造します。このプロセスは、5層の金属配線と3.3 Vおよび5 Vのデバイスを備えた180 nmのミックスドシグナルプロセスです。製造後、ダイを各設計者に返却します。
Run 3のスロットサイズは、1x1（3.93 × 5.12 mm）、0.5x1（1.94 × 5.12 mm）、1x0.5（3.93 × 2.53 mm）、0.5x0.5（1.94 × 2.53 mm）の4種類です。各スロットには26 µmのシールリングがあり、スロットあたり1,000個のダイが作製されます。オプションとして、チップオンボード実装（1ダイあたり1.50ドル）またはダイシング前のウェハー全体（2,000ドル）を選択できます。PDK は公開されており、設計はオープンでもクローズドでも構いません。
Run 3の日程は以下のとおり公表されています。早期割引は2026年9月30日まで、購入期限は2026年12月9日、提出期限は2026年12月16日、部品の出荷は2027年第2四半期です。Run 1では、ワイヤーボンディングされたチップオンボード部品がすでに顧客に納品されています。
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チップの起源
チップの起源
そこに埋め込まれた青写真は、1959年の発想であり、このウエハー上のすべてのチップが今なお従っているものです。すべての部品と配線が、一枚のシリコン上に平面的にまとめて作られるのです。
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自宅に必要なもの
自宅に必要なもの
**コンピュータ。** 設計をレイアウトに変換するツールであるLibreLaneは、少なくとも2.0 GHzのクアッドコアCPUと8 GiBのRAMを必要とし、第6世代Intel CoreまたはAMD Ryzen 1000シリーズCPU以降と16 GiBを推奨しています。主にUbuntu 22.04以降でサポートされており、macOS 15以降もサポートされています。また、Windows 10（バージョン2004以降）はWindows Subsystem for Linuxを通じて利用できます。
**Nixを通じたツール。** プロジェクトテンプレートは、すべてのツールをNixシェルに含めています。これには、Yosys、OpenROAD、Magic、KLayoutを含むLibreLane、シミュレーション用のcocotbとIcarus Verilog、波形表示用のGTKWaveが含まれます。LibreLaneからの注意事項として、Nixをaptでインストールしないでください。aptのバージョンは古いことがよくあります。
**スロット。** 購入期限前にwafer.spaceから購入し、提出期限前に完成したレイアウトを提出します。
**時間。** 設計には数週間かかり、ファウンドリには数か月かかります。大規模なビルドには高速なマシンも必要で、手順1の作成者は時間を短縮するために大型サーバーをレンタルしました。
このステップの材料:
カスタム ASIC ダイ1000 個必要な工具:
デスクトップパソコン6
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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
必要な工具:
デスクトップパソコン7
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自分好みにカスタマイズ（テンプレートのルールの範囲内で）
自分好みにカスタマイズ（テンプレートのルールの範囲内で）
ロジックはsrc/chip_core.svに記述します。ここではクロック、リセット、パッドからの信号を受け取ります。chip_top.svにはパッド、チップIDのQRコード、ウェハーのロゴ（wafer.space）が含まれています。テンプレートのルールは、そのREADMEに記載されています：
- パッド数は変更しないでください。ボンディングパッドの位置が、標準のボンディングで想定された位置に保たれるようにするためです。
- 電源およびグラウンドのパッドは変更しないでください。変更すると、チップが標準のブレークアウトボードに合わなくなります。
- 信号パッドの種類（双方向、入力専用、アナログ）は変更できます。これはNUM_INPUTとNUM_BIDIRで設定します。
その後、プリチェックでは、トップセルが1つであること、原点が(0,0)であること、Metal5より上に何もないこと、スロットの寸法、およびチップオンボード用のパッド開口部を確認し、密度、アンテナ、Magic DRC、KLayout DRCのチェックを実行します。
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返ってくるもの
返ってくるもの
各スロットからは1,000個のダイが返ってきます。チップオンボード(COB)オプションを使うと、ダイは小さな基板に接着され、そのパッドにワイヤーボンディングされ、この段階の写真(Run 1)のようにエポキシで覆われます。
Run 1では、スロット全体の基板は14 × 16 mmで、ダイの74個のボンドパッドはTiny Tapeoutの規格に従い、すべてのグラウンドは共通に接続され、底面には70ピンのメザニンコネクタが付いています。wafer.spaceは、このコネクタ用のブレイクアウト・マザーボードの例とKiCadシンボルを公開しており、ピン配置やコネクタはRunごとに固有であると注記しています。
このブレイクアウト基板の配線と、基板上でのチップの起動は、このラダーの次の段階です。
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最初のチップが動作しない場合
最初のチップが動作しない場合
初めてのチップのトラブルシューティング。
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出典と正直な限界
出典と正直な限界
**出典**、2026年9月29日閲覧：wafer.space（ホーム、価格、技術、および FAQ ページ）；wafer-space の GitHub リポジトリ gf180mcu-project-template、gf180mcu-precheck、chip-on-board-wire-bonded-pcbs（Apache-2.0）；LibreLane のインストールガイド；そして YouTube の Breaking Taps「Designing Silicon From Scratch」。
**正直な限界。** このブループリントのためにコマンドは実行していません。それらはメンテナーが文書化した手順です。価格と日付は公開された Run 3 のものであり、後の実行では変わる可能性があります。Run 1 の基板の詳細はその実行に固有のものです。ステップ 1 にあるビルド時間とターンアラウンドは一人のメーカーの経験であり、保証ではありません。写真は wafer.space 自身のもので、そのchip-on-boardリポジトリから取得したものです。
材料
1- 1000 個プレースホルダー
必要な工具
1- プレースホルダー
関連ブループリント
これらのブループリントは知識を共有しています — 技術、材料、原理
CC0 パブリックドメイン
このブループリントはCC0で公開されています。許可を求めずに、自由にコピー、修正、配布、あらゆる目的で使用できます。
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