一顆芯片的誕生，需要經(jīng)歷芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和測試等步驟，其中芯片設(shè)計(jì)和制造是最為核心和困難的環(huán)節(jié)，但相對設(shè)計(jì)而言，因?yàn)槭苜Y金和技術(shù)的限制，晶圓制造廠更為稀缺。

　　對于任何人而言，如果想要制造芯片，在已經(jīng)擁有 RTL（電阻晶體管邏輯電路）的前提下，還需要克服兩大障礙，一是從芯片代工廠獲得工藝設(shè)計(jì)套件（PDK），二是有足夠的資金支付制造費(fèi)用。

　　PDK 即 Process Design Kit 工藝設(shè)計(jì)包，是連接 IC 設(shè)計(jì)公司、代工廠和 EDA 公司的橋梁。PDK 包括設(shè)計(jì)規(guī)則文件、電學(xué)規(guī)則文件、版圖層次定義文件、SPICE 仿真模型、器件版圖和期間定制參數(shù)。而 PDK 是將 RTL 轉(zhuǎn)化為物理芯片的關(guān)鍵步驟，也是實(shí)流程開源的障礙，因此想制造自己的芯片，就要有一套可制造且開源的 PDK。

圖片源自 Google 官網(wǎng)

　　但在未來，制造自己的芯片將成為可能。最近，Google 的軟件工程師 Tim Ansell 宣布了同 SkyWater 合作的第一個(gè)可制造的、開源的 PDK——SkyWater PDK。另外，無需承擔(dān)昂貴的制造費(fèi)用，Google 也將提供完全免費(fèi)的芯片制造流程。

　　免費(fèi)獲得 SkyWater PDK 的條件

　　盡管 Google 的免費(fèi)開源芯片能夠提供給所有人，但也有一定的條件。

　　申請獲得免費(fèi) SkyWater PDK 的用戶自己的設(shè)計(jì)必須開源，其次芯片的制程限制在 130nm 工藝節(jié)點(diǎn)，同時(shí)，用戶需要向 efabless.com 上傳一份開源的 Git URL。最終，Google 會(huì)在申請報(bào)名的名單中選擇 40 個(gè)用戶團(tuán)隊(duì)，為其提供 10 平方毫米的晶片模具，大約 100 個(gè)流片。

　　除了提供免費(fèi)的芯片制造流程外，獲得申請資格的團(tuán)隊(duì)也無需自己找代工廠代工，Google 的合作伙伴 SkyWater 將為其生產(chǎn)代工。

　　SkyWater 是一家總部設(shè)在美國且擁有美國 DMEA 認(rèn)證的集成電路和微設(shè)備生產(chǎn)商，專門從事先進(jìn)的創(chuàng)新工程服務(wù)和各種差分集成電路（IC）的批量生產(chǎn)。此外，SkyWater 還為航空航天、國防、汽車、云與計(jì)算、消費(fèi)、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療等市場的客戶提供服務(wù)。

　　在芯片制造領(lǐng)域，該公司于 2017 年接管了原本屬于 Cypress Semiconductor（賽普拉斯半導(dǎo)體）的晶圓代工廠，這家工廠采用的常規(guī)制程為 130nm 和 90nm，也可以實(shí)現(xiàn) 65nm 芯片的生產(chǎn)。同時(shí)，該工廠專注于為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用制造高容量的小批量生產(chǎn)，如專用的 SRAM 和混合信號電路。

　　關(guān)于具體生產(chǎn)時(shí)間，Tim 表示，將在今年 11 月份開始為第一批入選者進(jìn)行“試生產(chǎn)”，在 2021 年初進(jìn)行第二輪生產(chǎn)，并在 2021 中后期進(jìn)入常態(tài)化生產(chǎn)。

　　有關(guān)開源 PDK 的一些信息

　　目前，GitHub 上已經(jīng)有 SkyWater PDK 開源文檔，可以得到 PDK 的一些信息。

　　文件描述顯示，SkyWater 開源 PDK 內(nèi)容包括：

• 有關(guān)在 SKY130 過程節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建可制造設(shè)備所需的設(shè)計(jì)規(guī)則的全面文檔。

• 用于多個(gè)開源和專有設(shè)計(jì)流程的 EDA 工具支持文件。

• 用于創(chuàng)建模擬設(shè)計(jì)的原始單元庫和模型。

• 涵蓋一系列不同用例的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字單元庫。

• 使用 PDK 的多個(gè)文檔示例。

　　Sky130 是一種成熟的 180nm-130nm 混合技術(shù)，最初由 Cypress Semiconductor 內(nèi)部開發(fā)，之后歸屬于 SkyWater Technology，并為一般工業(yè)所用，此次 SkyWater 和 Google 的合作，將將此項(xiàng)技術(shù)推廣至所有人可用。

　　Sky 130 工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)堆棧包括：

• 支持帶有 5.0V I / O 的內(nèi)部 1.8V（可在 2.5V 下運(yùn)行）；

• 1 級本地互連；

• 5 級金屬；

• 具有電感能力；

• 具有較高的片狀 rho 多晶硅電阻器；

• 可選的 MiM 電容器；

• 包括 SONOS 縮小的電池；

• 支持 10V 穩(wěn)壓電源；

• 高壓漏極擴(kuò)展 NMOS 和 PMOS。

　　Sky130 工藝節(jié)點(diǎn)極具靈活性，為設(shè)計(jì)人員提供了廣泛的設(shè)計(jì)選擇。Google 表示，如果 Sky130 工藝節(jié)點(diǎn)成功，未來將會(huì)有更多更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)可供選擇。

　　不過，目前 GitHub 的 PDK 開源信息還不是全部，相關(guān)內(nèi)容仍在持續(xù)更新中。

　　本文參考來源：

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

　　開源地址：

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

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的世界首个开源PDK，谷歌做到了！的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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