PDK开源!谷歌发起芯片免费制造计划,开源芯片制造迈出第一步!

2020-07-09 12:49:25 来源:EETOP
你是否曾经梦想过要制造自己的芯片?我的意思是,制造出一款正真的物理芯片
如果你是一个设计高手,同时精通芯片设计、制造的整个流程,那么造出你自己的芯片任然会有两个主要障碍:你必须从芯片制造厂获得过程设计套件(PDK)和且必须有足够的钱来实际支付制造费用。
 
PDK是做什么的?

关于PDK相信大部分EETOP网友都会比小编更加明白。

不过我们还是在此耗费适当篇幅做个简单介绍。

PDK即Process Design Kit 工艺设计包,是连接IC设计公司、代工厂和EDA公司的桥梁。PDK包括设计规则文件、电学规则文件、版图层次定义文件、SPICE仿真模型、器件版图和期间定制参数。你可以使用PDK进行设计,模拟,绘制和验证设计,然后再将设计交还给代工厂生产芯片

因此如果想制造自己的芯片,你必须有PDK。当然通常PDK必须由厂家来提供。不过现在这一制度要被打破了!因为世界上首款开源PDK诞生了!

最近,Google的软件工程师Tim Ansell宣布了同SkyWater合作的第一个可制造的、开源的PDK——SkyWater PDK。另外,无需承担昂贵的制造费用,Google也将提供完全免费的芯片制造流程。

还有这一切居然是免费的!从用硬件语言、模拟器编写和验证芯片,直至真正把它制造出来,个人或者小团队规模就可以胜任了。要知道,即使是使用180nm- 130nm这样的工艺节点来制造芯片原型,一旦代工全流程机器开动起来,通常也要花费数万美元。
而且请放心,谷歌没有随便选择一个晶圆代工厂来完成这些免费制造过程。谷歌及其合作伙伴efabless 选择了从赛普拉斯半导体剥离出来的SkyWater Technology Foundry。计划在今年11月为开源中标者进行一次生产,2021年初再生产一次,之后将形成常态。

SkyWater开源PDK

谷歌和Skywater发布了的开源PDK,即工艺开发工具包,它被描述为一个包含设计规则、逻辑和模拟模型以及单元、规格和其他数据的包文件工具,可以将你的RTL文件变成半导体、金属和其他化学品在塑料封装的硅片上的实际工作模式。这是有史以来第一个开源的PDK。

SkyWater开源PDK文档已在 github 入库。截至2020年5月,该存储库的目标是SKY130流程节点。如果SKY130过程节点发布成功,那么将来会有更多更先进的技术节点可用。

SKY130过程节点技术堆栈包括:
支持带有5.0VI / O的内部1.8V(可在2.5V下运行);
  • 1级本地互连;

  • 5级金属;

  • 具有电感能力;

  • 具有较高的片状rho多晶硅电阻器;

  • 可选的MiM电容器;

  • 包括SONOS缩小的电池;

  • 支持10V稳压电源

  • 高压漏极扩展NMOS和PMOS。

综上所述,SKY130工艺节点具有是一个极其灵活的产品工艺,其中包括许多通常可选特征作为标准(特征如局部互连,SONOS功能,MIM电容器和更多)。这为设计人员提供了广泛的设计选择灵活性。

申请流程

当然,既然免费,至少目前刚开始的时候没有那么简单。那么哪些人可以申请?

1、芯片的设计工具必须是公开的、开源的,你将通过发送一个URL到相关的Git repo来提交你的作品;
2、芯片制程工艺水平只限在130纳米,这在2001年左右是相当牛气的制程技术!
3、不管你是出于业务爱好、学术研究,还是商业初期的试验,你需要与其他至少40个团队,经过筛选计划的认定。
4、你最后可以获得100个左右的流片,晶片Die面积是10m㎡。

芯片制造开源的终结者SkyWater

SkyWater是总部位于美国的最先进,唯一拥有美国DMEA认证的集成电路和微设备生产厂,专门从事先进的创新工程服务和各种差分集成电路(IC)的批量生产。SkyWater为客户开发和制造各种市场中的IC提供支持,这些市场包括:航空航天和国防,汽车,计算和云,消费,工业和医疗。是Technology Foundry模式的先驱。
SkyWater 工厂最初由总部位于明尼苏达州的 Control Data Corporation (CDC) 于 20 世纪 80 年代建立。
CDC 工厂于 1991 年被Cypress半导体公司收购,随后跟着Cypress多次扩建和升级,于2017年正式从赛普拉斯半导体公司(CY.O)剥离出来,转给了一群美国投资者。那年,SkyWater成为国防部计划的一部分,以确保美国军方进入国内芯片供应链。

参考来源:

https://fossi-foundation.org/2020/06/30/skywater-pdk

https://new.qq.com/omn/20200706/20200706A0UTVQ00.html

PDK文档下载地址:

https://skywater-pdk.readthedocs.io/en/latest/

开源地址:

https://github.com/google/skywater-pdk

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