Я набросал свою интегральную схему для метки RFID. Как мне сделать это реальным физическим продуктом?

В своем предыдущем вопросе вы столкнулись с использованием неправильной терминологии. То, что вы описываете как чип, технически НЕ является ASIC, но подпадает под область «полностью нестандартной ИС», это область аналоговых схем, датчиков, АЦП, ЦАП и т. д.

Некоторые из тех же инструментов и методов используются в подблоках в полностью пользовательских проектах, но чего не хватает в потоке ASIC, так это стандартных блоков для катушек индуктивности, антенн, радиочастотных модуляторов и т. д. - и опять же, это не универсально, как у некоторых компаний. некоторые из этих ячеек доступны.

Так что ответ не такой уж черно-белый. Другая проблема заключается в том, что на этой бирже очень мало разработчиков чипов, поэтому вы получаете «вроде как правильные» ответы. однако важны детали.

Давайте поговорим о затратах на литейное производство:

Во-первых, это MOSIS, который является шаттлом для многих литейных заводов в университетах и ​​промышленности.

2-й есть челночные рейсы на данном литейном заводе

Стоимость, указанная в другом посте для шаттлов, примерно верна, вы получаете ограниченное количество кубиков по низкой цене, это относится к MOSIS и шаттлам в целом. Это НЕ производственное решение, поскольку вы не можете снова запустить этот набор масок. Больше для доказательства принципа. Урожайность может быть ужасной, потому что вы не можете контролировать то, что пишут другие люди, и это может повлиять на ваш дизайн.

3-й есть MLM на данном литейном заводе - это многослойная маска - это означает, что на данной маске есть сетки для нескольких слоев. - предназначен для мелкосерийного производства и предназначен для снижения стоимости NRE (затраты на MASK). Для 180-нм на 200-мм пластинах (причина, по которой я выбрал это ниже), это будет стоить около 10 000 долларов США и около 2000 долларов США за пластину для минимум 12 пластин, обычно вы запускаете 20 или более пластин с разделением. Так что, может быть, 25 тысяч долларов.

Я сделал проекты (на данный момент 5) для клиентов, которые однажды использовали набор масок MLM, а затем партия из 25 пластин сослужила им хорошую службу для поддержки производства в течение следующих 5 лет. Foundry спокойно относился к этому.

4-й полный комплект масок - для массового производства. NRE для переломов и масок обойдется вам примерно в 40–60 тысяч долларов. Вафли обойдутся вам в 1000–1100 долларов США для старта партии с небольшим объемом. Таким образом, с NRE и ценой лота первые лоты обойдутся вам примерно в 100 тысяч долларов. Стоимость может доходить до 600 долларов.

Все вышеизложенное предполагает, что у вас есть базы данных GDSII, готовые к запуску.

Выполнение макета и дизайна обойдется вам дополнительно, в основном в виде затрат на рабочую силу. И стоимость инструмента. - как минимум вам понадобится 1) схематический инструмент, 2) инструмент Spice (вы получаете колоды специй из литейного производства), 3) инструмент компоновки, 4) LVS, инструмент проверки DRC.

Я бы порекомендовал вам использовать стандартные инструменты LVS/DRC от Cadence или Mentor. Это дорого, но есть много подрядчиков, которые могут сделать для вас подпись чипа, используя эти инструменты, за 3000 долларов -> 10000 долларов в зависимости от сложности. Это лучше, чем арендовать инструмент за 300 тысяч долларов в год и научиться им пользоваться. Но какой-нибудь аспирант может сбежать вместо вас.

Если у вас много цифровых данных, вы теперь говорите об этих подблоках, которые больше относятся к классическому потоку ASIC с Verilog/VHDL, а затем к Synthesis (с использованием библиотеки от литейного производства), а затем к программному обеспечению Place & Route (P&R) для получения расположение. Инструменты синтеза и P&R обходятся еще дороже в год.

Почему я выбрал 180 нм - 200 мм? Ну, есть несколько литейных цехов, которые запускают эти процессы. RF/ID работает не так быстро, но 180 нм может работать так же быстро, как 1,5 ГГц, что легко справляется с RFID-чипом. И поскольку эти литейные полностью амортизированы, они относительно недороги. Я знаю 4-5 разных литейных цехов, которые будут производить разовые партии и небольшие объемы.

Если вы решите, что вам нужны пластины размером менее 65 нм и 300 мм, тогда все эти затраты исчезнут.

Это действительно сводится к опыту. ЕСЛИ вы не делали этого раньше, то кривая обучения пугает, и вероятность того, что чип заработает с первого раза, очень мала.

В опытных руках дизайн может стоить от 20 тысяч до 2 миллионов долларов, в зависимости от дизайна, сложности и опыта команды.

Для небольших чипов вы можете оценить количество чипов на пластину, разделив площадь пластины на площадь кристалла. Используйте 180 мм (не 200 мм, так как вокруг внешней стороны пластины имеется граница 10 мм) в качестве диаметра пластины. также увеличьте размер штампа на 100 u по ширине, а также по высоте для дорожек разметчика. Таким образом, если у вас есть кубик размером 1 мм на 1 мм, это даст вам Pi * 90 ^ 2 / 1,1 ^ 2 ~ = 21 000 валовых кубиков.

Размер кристалла можно оценить, выполнив поиск в сети опубликованных значений плотности транзисторов.

( rawbrawb уже дал отличный ответ о затратах, поэтому я больше сосредоточусь на процессе проектирования )

Изготовление ИС — гораздо более сложный процесс, чем изготовление другого продукта (например, печатной платы), здесь требуется гораздо больше шагов.

Из того, что я помню из своих занятий по проектированию микросхем, вам, вероятно, понадобится полностью индивидуальный дизайн (вплоть до уровня транзистора, а не на уровне логических элементов). Вы бы сделали что-то вроде:

1. Получите глубокое понимание проектирования аналоговых, цифровых и радиочастотных ИС. Цифровая работа обычно выполняется с VHDL или Verilog, но для аналоговой у вас нет большого выбора.

2. Изучите процесс проектирования (схема, компоновка, DRC, LVS) с помощью простых схем (усилители, компараторы, логические элементы и т. д.) для выбранного вами инструмента (Cadence, Mentor, Synopsys и т. д.) — есть некоторые инструменты с открытым исходным кодом. для этого, но я не знаю, насколько они хороши). Эти инструменты довольно дороги, но ваш университет (если вы студент), скорее всего, имеет к ним доступ, если у них есть образовательная программа по микроэлектронике.

3. Прочтите статьи людей, которые делали то же самое, что и вы, чтобы понять, какие технологии использовать. Ходите на конференции и общайтесь с другими дизайнерами. Определитесь с технологией и узнайте, сколько она будет стоить.

4. Получите параметры транзистора для этой технологии (это понадобится вам для моделирования схемы) и приступайте к проектированию. Заставьте вещи работать в симуляции.

5. Все работает? Разметьте его, запустите DRC и LVS, чтобы убедиться, что ваш проект технологичен и что ваш макет соответствует схеме; затем создайте файлы для производства и отправьте их на литейный завод.

6. Разработайте испытательный стенд для своих ИС, чтобы доказать, что они действительно работают.

Это всего лишь пример; в реальном мире последовательность шагов весьма нелинейна и итеративна.

Возможно, вы захотите взглянуть на MOSIS , так как они обеспечивают более доступный способ производства микросхем. Но даже в этом случае получение ИС (особенно ВЧ ИС) является очень сложной задачей, требующей большого количества специалистов.