การทำงานร่วมกัน

ศิลปะ

ความงามและสุขภาพ

งานฝีมือ

วัฒนธรรมและประวัติศาสตร์

ความบันเทิง

สิ่งแวดล้อม

อาหารและเครื่องดื่ม

วิศวกรรมย้อนรอย

วิทยาศาสตร์

กีฬา

เทคโนโลยี

อุปกรณ์สวมใส่

ชิปตัวแรกของคุณบนเวเฟอร์ที่ใช้ร่วมกัน: สิ่งที่คุณต้องเตรียมเพื่อเริ่มต้นที่บ้าน

English

wafer.space · Apache-2.0

สร้างโดย

29. กันยายน 2026

ชิปตัวแรกของคุณบนเวเฟอร์ที่ใช้ร่วมกัน: สิ่งที่คุณต้องเตรียมเพื่อเริ่มต้นที่บ้าน

คุณสามารถออกแบบชิปซิลิคอนจริงได้ที่บ้าน คุณเขียนวงจร จำลองการทำงาน และแปลงเป็นเลย์เอาต์บนคอมพิวเตอร์ทั่วไปด้วยเครื่องมือโอเพนซอร์สฟรี จากนั้นโรงงานผลิต (foundry) จะผลิตชิปบนเวเฟอร์ที่ใช้ร่วมกับการออกแบบของผู้อื่น ซึ่งทำให้ราคาอยู่ในเอื้อมของบุคคลเพียงคนเดียว wafer.space ดำเนินการเวเฟอร์ที่ใช้ร่วมกันเหล่านี้บนกระบวนการ 180 nm GF180MCU ของ GlobalFoundries ได้แก่ ชั้นโลหะห้าชั้น อุปกรณ์ 3.3 V และ 5 V ขนาดสล็อตสี่แบบ และ 1,000 ไดจากทุกสล็อต เทมเพลตโครงการ การตรวจสอบเบื้องต้น (precheck) และการออกแบบ chip-on-board breakout เป็นโอเพนซอร์สภายใต้ Apache-2.0 บทนี้เริ่มด้วยประสบการณ์ของนักออกแบบมือใหม่ที่ส่งชิปไปผลิต (tape-out) ด้วยตนเอง จากนั้นอธิบายว่าสล็อตมีค่าใช้จ่ายเท่าใด สิ่งที่คุณต้องมีที่บ้าน คำสั่งที่เทมเพลตให้มา และสิ่งที่จะได้รับกลับมา ส่วนการผลิตจริงไม่ได้ทำที่บ้าน

ขั้นสูง

ใช้เวลาออกแบบหลายสัปดาห์ จากนั้นอีก 3 ถึง 4 เดือนที่โรงงาน

คำแนะนำ

ดูการสร้างชิปตัวแรกเป็นครั้งแรก

Breaking Taps, "Designing Silicon From Scratch" ผู้สร้างคนหนึ่งที่ "ไม่เคยทำการออกแบบชิปมาก่อน" ออกแบบโปรเซสเซอร์ขนาดเล็ก ส่งผลิตบนเวเฟอร์ในรอบ wafer.space และนำมาทดสอบใช้งานบนโต๊ะทำงานของตนเอง ตามคำพูดของเขาเองในวิดีโอ: - เขามีเวลาหนึ่งเดือนก่อนกำหนดส่งแบบ tape-out และเขียนการออกแบบด้วยภาษา Spade ซึ่งเป็นภาษาฮาร์ดแวร์ที่ได้แรงบันดาลใจจาก Rust ("ถ้าคุณอยากเรียนรู้การออกแบบชิปแบบมืออาชีพ ให้ไปเรียน Verilog") - LibreLane แปลงโค้ดเป็นเลย์เอาต์ และ wafer.space มี Nix flake ที่ช่วยตั้งค่าเครื่องมือต่าง ๆ ให้ - บนเซิร์ฟเวอร์ขนาดใหญ่ที่เช่ามา การ build ทั้งหมดใช้เวลาประมาณสี่ชั่วโมง โดยประมาณสองชั่วโมงใช้ไปกับการตรวจสอบกฎการออกแบบ (design-rule check) - ระยะเวลาการรอรับชิปจากโรงงานผลิตคือ "ประมาณ 3 ถึง 4 เดือน" และแผ่นดายถูกส่งกลับมาในรูปแบบชิปบนบอร์ด (chip-on-board) - เขานำชิปมาทดสอบการทำงานด้วย Raspberry Pi Pico และวงจรแปลงระดับแรงดัน (level shifters) บนเบรดบอร์ด และพฤติกรรมที่ไม่เสถียรกลับกลายเป็นปัญหาการต่อกราวด์ ซึ่งแก้ไขด้วยการเพิ่มสายจัมเปอร์กราวด์ - สำหรับขั้นตอนแรกที่ประหยัดกว่า เขาแนะนำ Tiny Tapeout ซึ่งแบ่งแผ่นดายออกเป็นไทล์ขนาดเล็ก

ราคาของแต่ละช่อง

กำลังโหลดสมุด Jupyter…

คือ wafer.space คืออะไร

wafer.space เป็นบริการแชร์เวเฟอร์ (หลายโครงการ) โดยรวบรวมการออกแบบจำนวนมากไว้บนเวเฟอร์ GlobalFoundries เดียวที่ผลิตด้วยกระบวนการ GF180MCU ซึ่งเป็นกระบวนการสัญญาณผสม 180 nm ที่มีชั้นโลหะห้าชั้นและอุปกรณ์ 3.3 V และ 5 V จากนั้นส่งคืนไดย์ให้ผู้ออกแบบแต่ละราย ขนาดช่องสำหรับ Run 3: 1x1 (3.93 × 5.12 mm), 0.5x1 (1.94 × 5.12 mm), 1x0.5 (3.93 × 2.53 mm) และ 0.5x0.5 (1.94 × 2.53 mm) แต่ละช่องมี seal ring ขนาด 26 µm และมี 1,000 ไดย์ต่อช่อง ส่วนเสริม ได้แก่ การบรรจุแบบ chip-on-board ($1.50 ต่อไดย์) หรือเวเฟอร์ทั้งแผ่นที่ยังไม่ได้ตัดแยก ($2,000) PDK เปิดรับอยู่ โดยการออกแบบของคุณจะเป็นแบบเปิดหรือแบบปิดก็ได้ วันที่ของ Run 3 ตามที่ประกาศ: ราคาพิเศษสำหรับผู้สั่งซื้อเร็วถึง 30 กันยายน 2026, กำหนดการซื้อครั้งสุดท้ายคือ 9 ธันวาคม 2026, กำหนดส่งงานออกแบบคือ 16 ธันวาคม 2026 และจัดส่งชิ้นส่วนในไตรมาสที่ 2 ของปี 2027 Run 1 ได้ส่งมอบชิ้นส่วน chip-on-board แบบ wire-bonded ให้ลูกค้าแล้ว

มาจากไหนของชิป

พิมพ์เขียวแบบฝังตัวคือแนวคิดปี 1959 ที่ชิปทุกตัวบนเวเฟอร์นี้ยังคงยึดถืออยู่: ชิ้นส่วนทั้งหมดและการเดินสายถูกสร้างขึ้นพร้อมกัน แบนราบ บนแผ่นซิลิคอนแผ่นเดียว

สิ่งที่คุณต้องมีที่บ้าน

**คอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่อง** LibreLane เครื่องมือที่แปลงการออกแบบของคุณให้เป็นเลย์เอาต์ ต้องการอย่างน้อย CPU แบบ quad-core 2.0 GHz CPU และ RAM 8 GiB ของ RAM และแนะนำให้ใช้ Intel Core รุ่นที่ 6 หรือ AMD Ryzen ซีรีส์ 1000 CPU ขึ้นไป พร้อม RAM 16 GiB โดยรองรับหลักบน Ubuntu 22.04 ขึ้นไป รองรับ macOS 15 ขึ้นไป และ Windows 10 (เวอร์ชัน 2004 ขึ้นไป) ผ่าน Windows Subsystem for Linux **เครื่องมือ ผ่าน Nix** โปรเจกต์เทมเพลตจะติดตั้งเครื่องมือทั้งหมดในเชลล์ Nix ได้แก่ LibreLane พร้อม Yosys, OpenROAD, Magic และ KLayout, cocotb พร้อม Icarus Verilog สำหรับการจำลอง และ GTKWave สำหรับดูคลื่นสัญญาณ คำเตือนของ LibreLane เอง: อย่าติดตั้ง Nix ด้วย apt เพราะเวอร์ชันที่ได้มักล้าสมัย **หนึ่งช่อง (slot)** ที่ซื้อจาก wafer.space ก่อนกำหนดการซื้อ และส่งเลย์เอาต์ที่เสร็จแล้วก่อนกำหนดการส่งงาน **เวลา** การออกแบบใช้เวลาหลายสัปดาห์ ส่วนโรงหล่อ (foundry) ใช้เวลาหลายเดือน การบิลด์ที่ยาวนานยังต้องการเครื่องที่เร็ว: ผู้สร้างในขั้นตอนที่ 1 เช่าเซิร์ฟเวอร์ขนาดใหญ่เพื่อย่นเวลาของเขา

วัสดุสำหรับขั้นตอนนี้:

ชิป ASIC สั่งทำ1000 ชิ้น

เครื่องมือที่ต้องใช้:

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ

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

เครื่องมือที่ต้องใช้:

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ

ปรับแต่งให้เป็นของคุณ ภายใต้กฎของเทมเพลต

ตรรกะของคุณจะอยู่ใน src/chip_core.sv ซึ่งรับสัญญาณนาฬิกา การรีเซ็ต และสัญญาณจากแพด; chip_top.sv มีแพด QR code รหัสชิป และโลโก้ wafer.space กฎของเทมเพลตจาก README: - คงจำนวนแพดไว้ เพื่อให้แพดบอนด์อยู่ในตำแหน่งที่การบอนด์ค่าเริ่มต้นคาดหวัง - อย่าเปลี่ยนแพดไฟเลี้ยงหรือกราวด์ มิฉะนั้นชิปจะไม่พอดีกับบอร์ดเบรกเอาต์ค่าเริ่มต้นอีกต่อไป - คุณสามารถเปลี่ยนประเภทของแพดสัญญาณได้: แบบสองทิศทาง อินพุตอย่างเดียว หรืออะนาล็อก ตั้งค่าด้วย NUM_INPUT และ NUM_BIDIR จากนั้นการตรวจสอบเบื้องต้น (precheck) จะยืนยันว่ามีเซลล์บนสุดเพียงหนึ่งเซลล์ จุดกำเนิดอยู่ที่ (0,0) ไม่มีโครงสร้างอยู่เหนือ Metal5 ขนาดของสล็อตและช่องเปิดของแพดสำหรับ chip-on-board และรันการตรวจสอบความหนาแน่น แอนเทนนา Magic DRC และ KLayout DRC

สิ่งที่ได้กลับมา

แต่ละช่อง (slot) ให้ไดย์ (die) กลับมา 1,000 ชิ้น เมื่อใช้ส่วนเสริม chip-on-board ไดย์จะถูกติดกาวลงบนบอร์ดขนาดเล็ก เชื่อมสายลวด (wire-bond) ไปยังแพดของมัน และคลุมด้วยอีพอกซี ดังเช่นภาพถ่ายของขั้นนี้จาก Run 1 สำหรับ Run 1 บอร์ดสำหรับช่องเต็มมีขนาด 14 × 16 มม. โดยไดย์มีแพดเชื่อมต่อ (bond pad) 74 ตัว ตามข้อตกลงของ Tiny Tapeout ขา ground ทั้งหมดต่อถึงกัน และมีขั้วต่อ mezzanine 70 ขาอยู่ด้านล่าง wafer.space เผยแพร่บอร์ด breakout motherboard ตัวอย่างและสัญลักษณ์ KiCad สำหรับขั้วต่อนั้น และระบุว่าการจัดขา (pinout) และขั้วต่อเป็นสิ่งที่เฉพาะเจาะจงกับแต่ละ run การต่อสายเข้ากับบอร์ด breakout นั้น และการเริ่มใช้งานชิปบนบอร์ดดังกล่าว คือขั้นถัดไปของบันไดนี้

ชิปตัวแรกที่จะไม่ผ่าน

การแก้ไขปัญหาชิปตัวแรก

Flow

แหล่งที่มาและข้อจำกัดที่ซื่อตรง

**แหล่งที่มา** อ่านเมื่อ 29 กันยายน 2026: wafer.space (หน้าหลัก ราคา เทคโนโลยี และหน้า FAQ); คลังโค้ด GitHub ของ wafer-space ได้แก่ gf180mcu-project-template, gf180mcu-precheck และ chip-on-board-wire-bonded-pcbs (Apache-2.0); คู่มือการติดตั้ง LibreLane; และ Breaking Taps เรื่อง "Designing Silicon From Scratch" บน YouTube **ข้อจำกัดที่ซื่อตรง** คำสั่งต่าง ๆ ไม่ได้ถูกรันสำหรับแบลูพรินต์นี้ เป็นขั้นตอนที่ผู้ดูแลระบบบันทึกไว้ในเอกสาร ราคาและวันที่เป็นของรอบ Run 3 ตามที่เผยแพร่ และจะเปลี่ยนแปลงสำหรับรอบถัดไป ส่วนรายละเอียดบอร์ดของ Run 1 เฉพาะกับรอบนั้น เวลาในการสร้างและระยะเวลาดำเนินการในขั้นตอนที่ 1 เป็นประสบการณ์ของผู้สร้างคนหนึ่ง ไม่ใช่คำรับประกัน ภาพถ่ายเป็นของ wafer.space เองจากคลังโค้ด chip-on-board ของบริษัท

วัสดุ

5
5
ชิป ASIC สั่งทำ
1000 ชิ้น
ตัวยึดตำแหน่ง

เครื่องมือที่จำเป็น

5 6
5 6
คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ
ตัวยึดตำแหน่ง

บลูพริ้นท์ที่เกี่ยวข้อง

บลูพริ้นท์เหล่านี้แบ่งปันความรู้ — เทคนิค วัสดุ หรือหลักการ

The Integrated Circuit — Noyce's Monolithic Planar

โดย Volt

อิเล็กทรอนิกส์

The MOSFET

โดย Penny

อิเล็กทรอนิกส์

Photolithography

โดย Ed

อิเล็กทรอนิกส์

CC0 สาธารณสมบัติ

พิมพ์เขียวนี้เผยแพร่ภายใต้ CC0 คุณสามารถคัดลอก แก้ไข แจกจ่าย และใช้งานผลงานนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ โดยไม่ต้องขออนุญาต

สนับสนุนเมกเกอร์โดยซื้อสินค้าผ่านพิมพ์เขียวของพวกเขา ซึ่งพวกเขาจะได้รับ ค่าคอมมิชชันเมกเกอร์ ที่ผู้ขายกำหนด หรือสร้างเวอร์ชันใหม่ของพิมพ์เขียวนี้และรวมเป็นการเชื่อมต่อในพิมพ์เขียวของคุณเพื่อแบ่งรายได้

การสนทนา

(0)

เข้าสู่ระบบ เพื่อร่วมการสนทนา

กำลังโหลดความคิดเห็น...