Costruire chip in garage è possibile: ecco l'impresa di un ragazzo di 22 anni

[LMCH]

Originariamente inviato da Unax

Jei Ellsworth aggiunge che potrebbe essere utile consentire la produzione privata di chip di alta qualità. "Gli strumenti che abbiamo oggi potrebbero rendere i processi alla portata di operazioni su piccola scala e per alcuni problemi penso che abbia molto senso"

perché la produzione di chip non è già privata?

cioè se l'articolo vuol dire che questo ragazzo è stato bravo ok ma se invece vuol dire che n persone si possono/potranno fare i chip in casa....

Ellsworth si riferiva alla capacita di singoli individui e piccole/medie aziende di produrre chip "in casa".
Al momento per asic e chip più ottimizzati bisogna per forza rivolgersi ad una fab con tutti i costi e le tempistiche collegate.
Ma stanno emergendo nuove opzioni.
I giapponesi (in particolare la Yokogawa) stanno investendo sulle "minimal fab" che possono produrre chip maskless usando la fotolitografia laser ed e-beam (al momento fino a 250nm, ma presto raggiungeranno i 180 nm.
Non è roba da fare concorrenza a TSMC, ma con qualche milione di euro di investimento diventa possibile prodursi chip "in casa" a costi piu bassi che a farsi produrre degli asic se la produzione sta al di sotto dei centomila pezzi annui (scendendo fino ad 1/5 del costo se si parla di lotti sui 10000 pezzi annui).
Inoltre già ora è possibile stampare chip su substrato plastico (a clock bassi e con feature size "enormi") con quelle che sono a tutti gli effetti stampanti ink-jet modificate.
É tutta roba che permette di realizzare da se componenti chiave di prodotti "di nicchia" a prezzi competitivi e senza dipendere da fab che potrebbero chiudere o cambiare processi produttivi costringendo a riprogettare tutto con nuove maschere con tutti i costi conseguenti.
E non si tratta solo di circuiti digitali, ma anche di chip ibridi con mems, parti analogiche, antenne integrate, ecc. che sarebbe improponibile farsi produrre in piccoli quantitativi (10000..100000 pezzi l'anno) da una fab "classica".

[zappy]

Originariamente inviato da LMCH

... produrre chip maskless usando la fotolitografia laser ed e-beam (al momento fino a 250nm, ma presto raggiungeranno i 180 nm...

cioè anzichè proiettare un’immagine completa, disegnarlo "traccia per traccia" con un fascio laser?

[TorettoMilano]

solo applausi per il tipo, ovviamente dai commenti vedo diversa gente che sarebbe in grado di fare in meglio solo se avesse un laboratorio eh

[Qarboz]

Originariamente inviato da al135

al di là dell'utilità (è ovviamente un esercizio di stile) è un fenomeno questo
bravo!

Stesso mio pensiero.
Fra l'altro non mi è chiaro, dalla news, se il ragazzo ha "solo" stampato il silicio usando un progetto open source o se ha anche progettato e disegnato il circuito. In quest'ultimo caso è un fenomeno^2

[nickname88]

Originariamente inviato da andbad

Credo che il discorso del ragazzo fosse in prospettiva: se lui, con 4 lire e un garage è riuscito a creare dei chip funzionanti (pur con tutti i limiti del caso), forse (FORSE) con un investimento decente sarebbe possibile avere un ritorno economico in questa fase di carenza di chip.

Almeno così io ho compreso la sua idea. Che poi abbia ragione o meno non saprei.

By(t)e

Sono proprio questi limiti che contraddistingono l'utilità di un chip.

[LMCH]

Originariamente inviato da zappy

cioè anzichè proiettare un’immagine completa, disegnarlo "traccia per traccia" con un fascio laser?

Ci sono vari metodi, in alcuni casi (di solito per realizzare un singolo componente MEMS a livello di prototipo) si incide traccia per traccia, ma il metodo più utilizzato per i chip consiste nel generare un pattern raster ("a linee" prima longitudinali e poi trasversali mentre il fascio vien modulato)

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Nei punti di incrocio in cui il fascio laser è "acceso" sia nella scansione longitudinale che trasversale il photoresist viene "bucato" e quindi si ha lo stesso effetto che si avrebbe usando una maschera "a pixel".

Lo stesso metodo è utilizzabile con e-beam, si possono poi usare più laser di frequenza diversa, "ruotare" la direzione di scansione ecc. in modo tale da realizzare pattern di interferenza più complessi ecc. ecc.

La cosa richiede più tempo rispetto ad usare una maschera, ma c'è il grosso vantaggio che fino ad un certo numero di pezzi costa molto meno (non devi produrre la maschera e poi verificarla) e permette di letteralmente cambiare al volo cosa incidere da un chip all'altro (cosa che richiederebbe la produzione di più maschere ad hoc in base alla combinazione dei chip fotolitrografati insieme sullo stesso wafer).

In altre parole una volta che hai i macchinari puoi letteralmente autoprodurti singoli chip customizzati uno alla volta (mentre in una fab con i costi delle maschere ed altri vincoli devi almeno ordinare qualche migliaio di pezzi ed aspettare mesi).

Ovviamente non vale la pena per roba prodotta in grandi volumi, ma anche a 250nm puoi fare un sacco di roba ad alto valore aggiunto che è più conveniente da realizzare con SoC custom rispetto a progettare una scheda con più chip a 5nm più vari componenti "standard" (senza contare che così sei più protetto rispetto a concorrenti che ti "copiano" il prodotto usando gli stessi componenti standard che utilizzi).

[Qarboz]

Originariamente inviato da LMCH

Ci sono vari metodi, in alcuni casi (di solito per realizzare un singolo componente MEMS a livello di prototipo) si incide traccia per traccia, ma il metodo più utilizzato per i chip consiste nel generare un pattern raster ("a linee" prima longitudinali e poi trasversali mentre il fascio vien modulato)

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Nei punti di incrocio in cui il fascio laser è "acceso" sia nella scansione longitudinale che trasversale il photoresist viene "bucato" e quindi si ha lo stesso effetto che si avrebbe usando una maschera "a pixel".

Lo stesso metodo è utilizzabile con e-beam, si possono poi usare più laser di frequenza diversa, "ruotare" la direzione di scansione ecc. in modo tale da realizzare pattern di interferenza più complessi ecc. ecc.

La cosa richiede più tempo rispetto ad usare una maschera, ma c'è il grosso vantaggio che fino ad un certo numero di pezzi costa molto meno (non devi produrre la maschera e poi verificarla) e permette di letteralmente cambiare al volo cosa incidere da un chip all'altro (cosa che richiederebbe la produzione di più maschere ad hoc in base alla combinazione dei chip fotolitrografati insieme sullo stesso wafer).

In altre parole una volta che hai i macchinari puoi letteralmente autoprodurti singoli chip customizzati uno alla volta (mentre in una fab con i costi delle maschere ed altri vincoli devi almeno ordinare qualche migliaio di pezzi ed aspettare mesi).

Ovviamente non vale la pena per roba prodotta in grandi volumi, ma anche a 250nm puoi fare un sacco di roba ad alto valore aggiunto che è più conveniente da realizzare con SoC custom rispetto a progettare una scheda con più chip a 5nm più vari componenti "standard" (senza contare che così sei più protetto rispetto a concorrenti che ti "copiano" il prodotto usando gli stessi componenti standard che utilizzi).

Interessante!
Grazie della spiegazione, non conoscevo questa tecnica.

[zappy]

Originariamente inviato da LMCH

Ci sono vari metodi, in alcuni casi (di solito per realizzare un singolo componente MEMS a livello di prototipo) si incide traccia per traccia, ma il metodo più utilizzato per i chip consiste nel generare un pattern raster ("a linee" prima longitudinali e poi trasversali mentre il fascio vien modulato)

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Nei punti di incrocio in cui il fascio laser è "acceso" sia nella scansione longitudinale che trasversale il photoresist viene "bucato" e quindi si ha lo stesso effetto che si avrebbe usando una maschera "a pixel".

Lo stesso metodo è utilizzabile con e-beam, si possono poi usare più laser di frequenza diversa, "ruotare" la direzione di scansione ecc. in modo tale da realizzare pattern di interferenza più complessi ecc. ecc.

La cosa richiede più tempo rispetto ad usare una maschera, ma c'è il grosso vantaggio che fino ad un certo numero di pezzi costa molto meno (non devi produrre la maschera e poi verificarla) e permette di letteralmente cambiare al volo cosa incidere da un chip all'altro (cosa che richiederebbe la produzione di più maschere ad hoc in base alla combinazione dei chip fotolitrografati insieme sullo stesso wafer).

In altre parole una volta che hai i macchinari puoi letteralmente autoprodurti singoli chip customizzati uno alla volta (mentre in una fab con i costi delle maschere ed altri vincoli devi almeno ordinare qualche migliaio di pezzi ed aspettare mesi).

Ovviamente non vale la pena per roba prodotta in grandi volumi, ma anche a 250nm puoi fare un sacco di roba ad alto valore aggiunto che è più conveniente da realizzare con SoC custom rispetto a progettare una scheda con più chip a 5nm più vari componenti "standard" (senza contare che così sei più protetto rispetto a concorrenti che ti "copiano" il prodotto usando gli stessi componenti standard che utilizzi).

grazie

[Unrue]

Il 99,9% degli utenti di questo forum non saprebbe fare quello che ha fatto il tizio (compreso me), ma tutti a criticare naturalmente. Da qua si vede la tipica mentalità italiota. Fossi un recruiter, sarei andato di corsa a cercarlo.

Complimenti vivissimi, per la pazienza, capacità ed impegno. E' probabile che avrà un futuro brillante in questo campo.

[386DX40]

Se non ricordo male la Ellsworth e' o no la stessa che aveva anche progettato una moderna versione del Commodore 64 nel "mitico" C64-DTV? Era una riproduzione dell' hardware originale per una game console per la TV, su un singolo SoC su un mini PCB con tot giochi già installati su una memoria a parte e modificabile per collegamenti a tastiera, floppy drive, joystick esterno etc.. ebbe un certo successo concettualmente perche' l' idea allora era piuttosto originale essendo di fatto una riproduzione in hardware e non la solita emulazione software e ne conferma comunque certamente le competenze.
Nell' articolo mi pare si possa capire che lei commenti che "potrebbe essere utile consentire la produzione privata di chip di alta qualità." ma non mi sembra si intendano chip orientati a competere nel grande mercato dei semiconduttori.
Mi sembra si possa intendere imho' "immaginare" la remota possibilità di un fiorire di produttori "home" (forse piu' realisticamente aziende locali) per soluzioni ultraeconomiche e concettualmente ovviamente obsolete ma sebbene concordo non avrebbero molta speranza nel mercato odierno potrebbero nel lungo termine qualcuno averla magari in futuro.
Ci sono gia' in vendita SoC molto avanzati progettati ad oriente che hanno una miriade di funzionalità impensabili da integrare e a prezzi irrisori per qualsiasi progetto che necessita microconsumi e abbastanza potenza (es. SoC con processori ARM9 a 200/300Mhz a 40nm, unità dedicate all' accelerazione grafica 2D, ai moduli fotocamera, alla telefonia, alla rete dati, wireless etc..) per cui mi sembrano piu' ipotesi che idee tangibili a breve; sebbene comunque non sarebbe male ci fossero (forse e' questo il concetto) molte piu' aziende che iniziassero anche solo da quei livelli storici che dal basso potrebbero nel tempo pian piano avere anche nuove idee pur non competendo in un settore cosi' complesso, ovviamente solo immaginando con grossi investimenti non certo con la leggenda che tutti questi settori siano nati davvero nei garage e grazie al chiosco di castagne e frutta in vendita davanti a casa. L' esercizio tecnico come spesso accade e' interessante e non doveva avere necessariamente uno scopo come spesso capita con gli hobby o passioni svolte come "questioni di principio" ma mi pare che il riferimento alla crisi del settore sia un discorso a parte rispetto al progetto.

[andbad]

Originariamente inviato da nickname88

Sono proprio questi limiti che contraddistingono l'utilità di un chip.

Ok, forse non mi sono spiegato bene. Intendevo dire che i chip fatti da 'sto ragazzo sono di fatto "inutili", e siamo d'accordo. Ma quello che ha fatto lo considero come un "proof of concept" di quello che in una scala un poco più ampia e con investimenti maggiori potrebbe portare ad una nicchia di mercato con un suo senso.

Come detto, questo credo fosse bene o male lo scopo del tizio, al di là che poi ognuno passa il tempo libero come meglio crede. Io per esempio ho copiato una sedia da racing game nella settimana di ferie.

By(t)e

[zappy]

Originariamente inviato da andbad

Ok, forse non mi sono spiegato bene. Intendevo dire che i chip fatti da 'sto ragazzo sono di fatto "inutili", e siamo d'accordo. Ma quello che ha fatto lo considero come un "proof of concept" di quello che in una scala un poco più ampia e con investimenti maggiori potrebbe portare ad una nicchia di mercato con un suo senso.

Come detto, questo credo fosse bene o male lo scopo del tizio, al di là che poi ognuno passa il tempo libero come meglio crede. Io per esempio ho copiato una sedia da racing game nella settimana di ferie.

By(t)e

io penso che possa essere qualcosa come le stampanti 3d...
20 anni fa chi si immaginava di stamparsi il pezzo su misura?
lo stesso magari si potrà fare in futuro per i chip, chissà.