Сотрудничество
ИСКУССТВО
КРАСОТА И ЗДОРОВЬЕ
РЕМЕСЛО
КУЛЬТУРА И ИСТОРИЯ
РАЗВЛЕЧЕНИЯ
ЭКОЛОГИЯ
ЕДА И НАПИТКИ
ОБРАТНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
НАУКИ
СПОРТ
ТЕХНОЛОГИИ
НОСИМЫЕ УСТРОЙСТВА
Ваш первый чип на общей пластине: что нужно для старта дома
English
Ed

Создано

Ed

29. сентябрь 2026FI
53
0
0
0
0

Ваш первый чип на общей пластине: что нужно для старта дома

Вы можете спроектировать настоящий кремниевый чип дома. Вы пишете схему, моделируете её и превращаете в топологию на обычном компьютере с помощью бесплатных инструментов с открытым исходным кодом. Затем фаундри изготавливает его на пластине, которую он делит с проектами других людей, и именно это делает цену доступной для одного человека. wafer.space запускает такие общие пластины на процессе GF180MCU 180 нм от GlobalFoundries: пять металлических слоёв, устройства на 3,3 В и 5 В, четыре размера слотов и 1 000 кристаллов с каждого слота. Его шаблон проекта, предварительная проверка и проекты breakout для chip-on-board распространяются с открытым исходным кодом по лицензии Apache-2.0. Этот этап начинается с рассказа впервые проектирующего человека о том, как он отправил чип в производство (tape-out), далее описываются стоимость слота, что нужно иметь дома, команды, которые предоставляет шаблон, и что приходит в ответ. Само изготовление дома не выполняется.
Продвинутый
Недели проектирования, затем 3–4 месяца на фаундри

Инструкции

1

Посмотрите, как делается первый чип

Breaking Taps, «Designing Silicon From Scratch». Мейкер, который «никогда раньше не занимался проектированием чипов», разрабатывает небольшой процессор, отправляет его на производство в рамках проекта wafer.space и запускает его на своём стенде. Вот его собственные слова из видео: - На дедлайн отправки в производство у него был один месяц, и он написал проект на Spade, языке описания аппаратуры, вдохновлённом Rust («Если вы хотите профессионально проектировать чипы, идите учить Verilog»). - LibreLane превратил код в топологию, а wafer.space предоставляет Nix flake, который настраивает инструменты. - На большом арендованном сервере вся сборка заняла около четырёх часов, примерно два из них — на проверку правил проектирования (DRC). - Срок изготовления на заводе составил «что-то вроде 3–4 месяцев»; кристаллы вернулись в виде компонентов chip-on-board. - Он запустил чип с помощью Raspberry Pi Pico и преобразователей уровня на макетных платах; нестабильное поведение оказалось проблемой заземления, которую устранили дополнительными перемычками на землю. - В качестве более дешёвого первого шага он указывает на Tiny Tapeout, который делит кристалл на небольшие плитки.
2

Сколько стоит слот

Загрузка блокнота Jupyter…
3

Что такое wafer.space

wafer.space — это сервис совместного использования пластины (многопроектный). Он собирает множество проектов на одной пластине GlobalFoundries, изготовленной по процессу GF180MCU, — смешанно-сигнальному процессу 180 нм с пятью слоями металлизации и устройствами на 3,3 В и 5 В, — и возвращает кристаллы каждому разработчику. Размеры слотов для Run 3: 1x1 (3,93 × 5,12 мм), 0,5x1 (1,94 × 5,12 мм), 1x0,5 (3,93 × 2,53 мм) и 0,5x0,5 (1,94 × 2,53 мм), каждый с защитным кольцом 26 µm, и 1 000 кристаллов на слот. Дополнительные опции: корпусирование chip-on-board ($1,50 за кристалл) или вся нераспиленная пластина ($2 000). PDK открыта; ваш проект может быть открытым или закрытым. Сроки Run 3 по опубликованным данным: ранняя регистрация до 30 сентября 2026 г., крайний срок покупки 9 декабря 2026 г., крайний срок подачи проекта 16 декабря 2026 г., отгрузка деталей во 2 квартале 2027 г. Run 1 уже передал своим заказчикам детали chip-on-board с проволочной разваркой.
4

Откуда берётся чип

Встроенная схема — это идея 1959 года, которой до сих пор следует каждый чип на этой пластине: все компоненты и проводка создаются вместе, плоско, на одном куске кремния.
5

Что нужно дома

**Компьютер.** LibreLane, инструмент, который превращает ваш проект в топологию, требует как минимум четырёхъядерный процессор 2.0 ГГц CPU и 8 ГиБ RAM, а рекомендует процессор Intel Core 6-го поколения или AMD Ryzen серии 1000 CPU или новее и 16 ГиБ. Он в первую очередь поддерживается на Ubuntu 22.04 и новее; поддерживается macOS 15 и новее, а также Windows 10 (версия 2004 и новее) через Подсистему Windows для Linux. **Инструменты через Nix.** Шаблон проекта подключает все инструменты в оболочке Nix: LibreLane с Yosys, OpenROAD, Magic и KLayout, cocotb с Icarus Verilog для моделирования и GTKWave для просмотра временных диаграмм. Предупреждение от самой LibreLane: не устанавливайте Nix через apt, так как версия там часто устаревшая. **Место (слот)**, купленное на wafer.space до крайнего срока покупки, и готовая топология, отправленная до крайнего срока подачи. **Время.** Проект занимает недели; изготовление на фабрике занимает месяцы.長ная сборка также требует быстрой машины: создатель из шага 1 арендовал большой сервер, чтобы её сократить.

Материалы для этого шага:

Кристалл заказной ASICКристалл заказной ASIC1000 штук

Необходимые инструменты:

Настольный компьютерНастольный компьютер
6

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

Необходимые инструменты:

Настольный компьютерНастольный компьютер
7

Сделайте его своим, в рамках правил шаблона

Ваша логика размещается в src/chip_core.sv, которая получает тактовый сигнал, сигнал сброса и сигналы с контактных площадок; chip_top.sv содержит контактные площадки, QR-код с идентификатором чипа и логотип wafer.space. Правила шаблона из его README: - Сохраняйте количество контактных площадок, чтобы площадки для разварки оставались там, где их ожидает стандартная разводка. - Не меняйте площадки питания или земли, иначе чип перестанет подходить к стандартной плате разводки. - Вы можете менять назначение сигнальных площадок: двунаправленные, только входные или аналоговые, задаваемые с помощью NUM_INPUT и NUM_BIDIR. Затем предварительная проверка подтверждает наличие одной верхней ячейки, начало координат в (0,0), отсутствие чего-либо выше Metal5, размеры слота и окна контактных площадок для монтажа чипа на плату, а также запускает проверки плотности, антенного эффекта, Magic DRC и KLayout DRC.
8

Что возвращается

Каждый слот возвращает 1 000 кристаллов. С дополнительным модулем chip-on-board кристалл приклеивается к небольшой плате, соединяется с её контактными площадками проволочной разваркой и заливается эпоксидной смолой, как на фотографии этой ступени из Run 1. Для Run 1 полноразмерная плата слота имеет размер 14 × 16 мм; на кристалле 74 контактные площадки для подключения следуют соглашению Tiny Tapeout, все земли объединены между собой, а под платой расположен 70-контактный мезонинный разъём. wafer.space публикует примеры материнских плат-переходников (breakout) и символы KiCad для этого разъёма и отмечает, что распиновка и разъёмы специфичны для каждого запуска. Подключение этой платы-переходника и запуск на ней микросхемы — следующие ступени этой лестницы.
9

Первый чип, который не проходит

Устранение неполадок первого чипа.

Flow

Loading...
10

Источники и честные ограничения

**Источники**, прочитано 29 сентября 2026 года: wafer.space (главная, страницы цен, технологий и FAQ); GitHub-репозитории wafer-space gf180mcu-project-template, gf180mcu-precheck и chip-on-board-wire-bonded-pcbs (Apache-2.0); руководство по установке LibreLane; а также Breaking Taps, «Designing Silicon From Scratch» на YouTube. **Честные ограничения.** Команды для этого блюпринта не запускались: это задокументированные шаги сопровождающих. Цены и даты относятся к Run 3 в том виде, в каком они опубликованы, и изменятся для последующих запусков; сведения о плате Run 1 специфичны для этого запуска. Время сборки и срок изготовления в шаге 1 — это опыт одного мейкера, а не обещание. Фотография принадлежит самой wafer.space и взята из их репозитория chip-on-board.

Материалы

1

Требуемые инструменты

1

Связанные чертежи

Эти чертежи делятся знаниями — техники, материалы или принципы

CC0 Общественное достояние

Этот чертёж выпущен под лицензией CC0. Вы можете свободно копировать, изменять, распространять и использовать эту работу в любых целях без запроса разрешения.

Поддержите мейкера, покупая товары через его чертёж, где он получает Комиссию мейкера установленную продавцами, или создайте новую итерацию этого чертежа и включите его как связь в свой чертёж для распределения дохода.

Обсуждение

(0)

Войти чтобы присоединиться к обсуждению

Загрузка комментариев...