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图片来自东方IC

不是每个人都有制造芯片的能力,也不是每个有造芯梦想的人都能梦想成真。

这就是为什么谷歌此次触动了很多人的心。Google 开源了芯片制造流程,而你有了免费获得物理芯片的机会。

造芯之路上有两大障碍——PDK 和钱,而现在,谷歌的软件工程师 Tim Ansell 宣布,将与 SkyWater(芯片制造商)合作,将 SkyWater PDK 开源,扫除了 PDK 的障碍。

这是第一个、可制造的、且开源的 PDK。

从前,我们需要从芯片制造厂获得过程设计套件(PDK)——一组包含芯片的设计规则、模拟模型、单元规格、数据的文件。然后使用 PDK 进行设计、模拟、绘制和验证设计,再将设计交还给代工厂生产芯片。现在,谷歌和 SkyWater 帮你搞定 PDK。

SkyWater 开源 PDK 文档已经在 GitHub 上发布,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。

这是一种成熟的 180nm-130nm 混合技术,最初由「赛普拉斯(Cypress)半导体公司」内部开发。它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),为设计人员提供了广泛的设计选择灵活性。

另一大障碍“钱”,互联网巨头谷歌也替你省了。曾价值几千美元的、代表着十多年前最先进工艺的 130nm 级别芯片,谷歌承诺帮你免费制作。

值得注意的一点是,谷歌预计在今年 11 月,开通一条生产线为第一拨入选者进行「试生产」,之后在 2021 年初再开通另一条,此后会有更多条生产线进入常态化生产了。

因此,要想率先尝到“造芯成真”的滋味需要满足一些条件:

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;

芯片制程工艺水平只限在 130nm。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。

你最后可以获得 100 个左右的流片,晶片模具面积是 10m㎡。

如果你担心谷歌以此作为窃取你知识产权的手段,别忘了这一点:它首先是开源的!实际上你已经将你的成果分享给了全世界。

开源,一直是海外带动学科发展,促进先进科技社区建设的重要手段。

美国加州学伯克利分校的一个团队表示,他们已经按 IPC--即每时钟周期的指令数,生产出了世界上最快的开源 RISC-VCPU。

IBM 也发布了 A2I POWER 处理器内核的 VHDL 源代码,该内核在 2010 年代初的 BlueGene/Q 超级计算机中使用。A2I 是作为超级计算机的通用 45 纳米 CPU 开发的,在此之前,它是以线速运行的网络边缘处理器内核。现在我们有了窥探生产级处理器的机会。

谷歌此举意义非凡。“天下没有免费的午餐”,但是免费可以吸引更多人,免费的代码造就了今日的技术高楼。而开源正在以类似的方式突破国家之间的技术封锁,无偿、无私将先进的计算机软件技术共享给世界。

现在,可以登陆 GitHub 一看 SkyWater PDK 究竟:

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