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공유 웨이퍼로 만드는 첫 칩: 집에서 시작하기 위해 필요한 것
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29. 9월 2026FI
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공유 웨이퍼로 만드는 첫 칩: 집에서 시작하기 위해 필요한 것

집에서도 실제 실리콘 칩을 설계할 수 있습니다. 일반 컴퓨터에서 무료 오픈소스 도구로 회로를 작성하고, 시뮬레이션하며, 이를 레이아웃으로 변환할 수 있습니다. 이후 파운드리가 다른 사람들의 설계와 함께 공유하는 웨이퍼 위에 칩을 제작하는데, 이 방식 덕분에 개인도 감당할 수 있는 가격이 됩니다. wafer.space는 GlobalFoundries의 180 nm GF180MCU 공정으로 이런 공유 웨이퍼를 운영합니다. 금속 层 5개, 3.3 V 및 5 V 소자, 네 가지 슬롯 크기를 지원하며, 각 슬롯에서 1,000개의 다이를 돌려받습니다. 프로젝트 템플릿, 프리체크, 칩온보드 브레이크아웃 설계는 Apache-2.0 라이선스로 공개된 오픈소스입니다. 이 단계에서는 처음 설계하는 사람이 직접 칩을 테이프아웃한 경험을 소개한 뒤, 슬롯 비용, 집에서 필요한 준비물, 템플릿이 제공하는 명령어, 그리고 완성품이 돌아오는 과정을 다룹니다. 실제 제작 공정은 집에서 이루어지지 않습니다.
고급
설계에 수 주, 이후 파운드리에서 3~4개월

안내

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첫 번째 칩이 만들어지는 과정을 지켜보세요

Breaking Taps의 "Designing Silicon From Scratch"입니다. "이전에 칩 설계를 한 번도 해본 적 없는" 한 제작자가 작은 프로세서를 설계하고, wafer.space 실행을 통해 테이프아웃한 뒤 웨이퍼에서 제작하여 자신의 작업대에서 동작시킵니다. 영상에서 그가 직접 한 말은 다음과 같습니다: - 그는 테이프아웃 마감까지 한 달이 남아 있었고, Rust에서 영감을 받은 하드웨어 언어인 Spade로 설계를 작성했습니다("전문적으로 칩 설계를 배우고 싶다면, Verilog를 배우러 가세요"). - LibreLane이 코드를 레이아웃으로 변환했고, wafer.space는 도구를 설정해 주는 Nix flake를 제공합니다. - 대여한 대형 서버에서 전체 빌드에 약 4시간이 걸렸으며, 그중 약 2시간은 설계 규칙 검사(design-rule check)에 쓰였습니다. - 파운드리의 납기는 "약 3~4개월" 정도였고, 다이는 칩온보드(chip-on-board) 부품 형태로 돌아왔습니다. - 그는 브레드보드 위의 Raspberry Pi Pico와 레벨 시프터로 칩을 동작시켰고, 불안정한 동작은 접지 문제로 밝혀져 접지 점퍼를 더 추가해 해결했습니다. - 더 저렴한 첫걸음으로는 다이를 작은 타일로 나누는 Tiny Tapeout을 추천합니다.
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슬롯 비용

Jupyter 노트북 불러오는 중…
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wafer.space란 무엇인가

wafer.space는 공유 웨이퍼(다중 프로젝트) 서비스입니다. GF180MCU 공정으로 제조되는 하나의 GlobalFoundries 웨이퍼에 많은 설계를 모아 함께 생산한 뒤, 각 설계자에게 다이를 반환합니다. 이 공정은 5개의 금속 층과 3.3 V 및 5 V 소자를 갖춘 180 nm 혼성 신호(mixed-signal) 공정입니다. Run 3의 슬롯 크기: 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)이며, 각 슬롯에는 26 µm 씰 링(seal ring)이 있고 슬롯당 1,000개의 다이가 제공됩니다. 추가 옵션: 다이당 $1.50의 칩온보드(chip-on-board) 패키징 또는 전체 미절단 웨이퍼($2,000). PDK은 공개되어 있으며, 설계는 공개 또는 비공개일 수 있습니다. Run 3 일정(공개된 대로): 조기 신청 마감 2026년 9월 30일, 구매 마감 2026년 12월 9일, 제출 마감 2026년 12월 16일, 부품 출하 2027년 2분기. Run 1은 이미 고객에게 와이어 본딩된 칩온보드 부품을 전달했습니다.
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칩의 출처

웨이퍼 위의 모든 칩이 여전히 따르고 있는 1959년의 아이디어가 바로 이 내장 청사진입니다. 모든 부품과 배선을 실리콘 한 조각 위에 평면으로 한꺼번에 만드는 방식입니다.
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집에 필요한 것

**컴퓨터 한 대.** 설계를 레이아웃으로 바꿔 주는 도구인 LibreLane은 최소 2.0 GHz 쿼드코어 CPU와 8 GiB의 RAM를 요구하며, 6세대 Intel Core 또는 AMD Ryzen 1000 시리즈 CPU 이상과 16 GiB를 권장합니다. 주로 Ubuntu 22.04 이상을 지원하며, macOS 15 이상도 지원되고, Windows 10(버전 2004 이상)에서는 Windows Subsystem for Linux를 통해 사용할 수 있습니다. **Nix를 통한 도구들.** 프로젝트 템플릿은 Nix 셸에 모든 도구를 담아 제공합니다. 여기에는 Yosys, OpenROAD, Magic, KLayout이 포함된 LibreLane, 시뮬레이션용 Icarus Verilog와 함께 쓰는 cocotb, 파형 확인용 GTKWave가 포함됩니다. LibreLane의 권고: Nix는 apt로 설치하지 마십시오. apt의 버전은 종종 오래되었습니다. **슬롯**: 제품 구매 마감일 전에 wafer.space에서 구매해야 하며, 완성된 레이아웃은 제출 마감일 전에 제출해야 합니다. **시간.** 설계에는 몇 주가 걸리고, 파운드리 제작에는 몇 달이 걸립니다. 긴 빌드에는 빠른 기계도 필요합니다. 1단계의 메이커는 이를 단축하기 위해 대형 서버를 임대했습니다.

이 단계의 재료:

맞춤형 ASIC 다이맞춤형 ASIC 다이1000 개

필요한 도구:

데스크톱 컴퓨터데스크톱 컴퓨터
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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

필요한 도구:

데스크톱 컴퓨터데스크톱 컴퓨터
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나만의 방식으로 바꾸기, 템플릿 규칙 안에서

여러분의 로직은 src/chip_core.sv에 들어갑니다. 이곳에는 클록, 리셋, 그리고 패드에서 들어오는 신호가 전달됩니다. chip_top.sv에는 패드, 칩 ID QR 코드, 웨이퍼.space 로고가 들어 있습니다. 템플릿의 규칙은 README에 적혀 있으며 다음과 같습니다: - 패드 개수를 유지하여 본드 패드가 기본 본딩이 기대하는 위치에 그대로 있도록 합니다. - 전원 및 접지 패드는 변경하지 마십시오. 그렇지 않으면 칩이 기본 브레이크아웃 보드에 더 이상 맞지 않습니다. - 신호 패드의 종류는 양방향, 입력 전용 또는 아날로그로 변경할 수 있으며, 이는 NUM_INPUT 및 NUM_BIDIR로 설정합니다. 그 후 사전 점검(precheck)에서는 최상위 셀이 하나인지, 원점이 (0,0)인지, Metal5 위에 아무것도 없는지, 슬롯의 치수와 칩온보드(chip-on-board)용 패드 개구부가 올바른지 확인하며, 밀도, 안테나, Magic DRC 및 KLayout DRC 검사를 실행합니다.
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돌아오는 것

각 슬롯은 1,000개의 다이를 반환합니다. 칩온보드 애드온을 사용하면 다이를 작은 기판에 접착하고, 패드에 와이어 본딩한 뒤 에폭시로 덮습니다. 이는 Run 1에서 찍은 이 단계의 사진과 같습니다. Run 1의 경우 전체 슬롯 기판은 14 × 16 mm이며, 다이의 74개 본드 패드는 Tiny Tapeout 규격을 따르고, 모든 그라운드는 함께 연결되며, 아래쪽에는 70핀 메자닌 커넥터가 있습니다. wafer.space는 해당 커넥터용 예제 브레이크아웃 메인보드와 KiCad 심볼을 공개하며, 핀배치와 커넥터는 각 Run마다 다르다는 점을 알려줍니다. 이 브레이크아웃 기판에 배선하고 그 위에서 칩을 구동하는 작업이 이 사다리의 다음 단계입니다.
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처음 만든 칩이 통과하지 못하는 경우

첫 번째 칩 문제 해결.

Flow

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출처와 정직한 한계

**출처**, 2026년 9월 29일 확인: wafer.space(홈, 가격, 기술 및 FAQ 페이지); wafer-space GitHub 저장소 gf180mcu-project-template, gf180mcu-precheck, chip-on-board-wire-bonded-pcbs(Apache-2.0); LibreLane 설치 가이드; 그리고 YouTube의 Breaking Taps "Designing Silicon From Scratch". **정직한 한계.** 이 블루프린트를 위해 명령을 실행하지는 않았습니다. 이는 유지관리자가 문서화한 절차입니다. 가격과 날짜는 Run 3 발표 기준이며 이후 Run에서는 변경될 수 있고, Run 1의 보드 세부 사항은 해당 Run에만 특화되어 있습니다. 1단계의 빌드 시간과 납기는 한 메이커의 경험일 뿐 보장이 아닙니다. 사진은 wafer.space가 chip-on-board 저장소에서 제공한 자체 사진입니다.

재료

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필요 도구

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