कैसे एकीकृत सर्किट गढ़े हैं?


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कैसे एकीकृत सर्किट (जैसे एक माइक्रोप्रोसेसर) शुरू से अंत तक गढ़े गए हैं? उदाहरण के लिए, किसी क्षेत्र, ट्रांजिस्टर आदि में ऊर्जा (बिट्स) को संचय करने के लिए प्रतिरोधों, कैपेसिटर के साथ कुछ वायरिंग होनी चाहिए।

यह कैसे किया जाता है? एक एकीकृत सर्किट के निर्माण के लिए कौन सी मशीनरी और रासायनिक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है?


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संबंधित: electronics.stackexchange.com/q/7042/8159 । आप अपने कस्टम आईसी का निर्माण कर सकते हैं, लेकिन छोटे रन के लिए यह सस्ता नहीं है।
रेनन

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पर एक नजर डालें इन स्लाइड
काज

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इंटेल ने हाल ही में जहां मैं रहता हूं, 14-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के साथ चिप्स बनाने के लिए एक नई निर्माण सुविधा का निर्माण किया। यह गर्मियों में ऑन-लाइन जाएगा। लागत: $ 5 बिलियन।
tcrosley

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रेपराप सर्किट को प्रिंट करने का तरीका जानने की कोशिश कर रहा है। बेशक, ये किसी भी आईसी की तुलना में बड़े परिमाण के आदेश होंगे, लेकिन शायद सबसे करीबी यथार्थवादी बात है।
फिल फ्रॉस्ट

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संभवतया सबसे आसान तरीका यह होगा कि किसी विश्वविद्यालय में दाखिला लेने के लिए एक ऐसा इंजीनियर बन जाए जो जीवनयापन के लिए ऐसा करता हो, जिसका फायदा आपको शिक्षा देने के साथ-साथ करियर बनाने में भी हो।
जीन पिंडार

जवाबों:


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कोई बड़ी बात नहीं। सबसे पहले आपको सिलिकॉन का ढेर मिलता है। साधारण समुद्र तट की रेत की एक बाल्टी में जीवन भर की आपूर्ति होती है यदि आप अपने खुद के चिप्स बनाने जा रहे हैं। इस ग्रह पर बहुत सारे सिलिकॉन हैं, लेकिन यह ज्यादातर ऑक्सीजन से परेशान है। आपको उन बंधनों को तोड़ना होगा, गैर-सिलिकॉन सामान को छोड़ना होगा, फिर जो बचा है उसे परिष्कृत करें।

उपयोगी चिप्स बनाने के लिए आपको बहुत शुद्ध सिलिकॉन की आवश्यकता होती है। बस सिलिकॉन ऑक्साइड को मौलिक सिलिकॉन में गलाने के लिए कहीं भी पर्याप्त नहीं है। रेत की बाल्टी ज्यादातर सिलिकॉन डाइऑक्साइड थी, लेकिन अन्य खनिजों के कुछ टुकड़े, घोंघे के गोले (कैल्शियम कार्बोनेट), कुत्ते के शिकार, और जो कुछ भी होंगे। इस सामान से कुछ तत्व पिघले हुए सिलिकॉन मिश्रण में समाप्त हो जाएंगे। इससे छुटकारा पाने के लिए, विभिन्न तरीके हैं, अधिकांश को बहुत सावधानी से सिलिकॉन को सिर्फ सही तापमान और दर पर क्रिस्टलीकृत करने की अनुमति है। यह क्रिस्टलीकरण सीमा के सामने अधिकांश अशुद्धियों को धकेलता है। यदि आप यह पर्याप्त समय करते हैं, तो पर्याप्त मात्रा में अशुद्धियाँ पिंड के एक छोर पर धकेल दी जाती हैं, और दूसरा छोर पर्याप्त शुद्ध हो सकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए, आप केवल शुद्ध विचारों को सोचते हुए पूर्णिमा के दौरान एक मरी हुई मछली की लहर चलाते हैं। यदि यह बाद में पता चलता है कि आपके चिप्स अच्छे नहीं हैं, तो एक संभावना है कि आपने मछली के लिए गलत प्रजातियों का उपयोग करके इस कदम को रोक दिया है या आपके विचार शुद्ध नहीं थे। यदि हां, तो चरण एक से वापस दोहराएं।

एक बार जब आपके पास शुद्ध क्रिस्टलीय सिलिकॉन होता है, तो आपको लगभग 100 कदम या सिर्फ इतना ही करना होता है कि सभी को सही होना है। अब अपने शुद्ध सिलिकॉन को वेफर्स में काट लें। हो सकता है कि एक मेज देखा या कुछ के साथ किया जा सकता है। यह देखने के लिए Sears की जाँच करें कि क्या वे सिलिकॉन-इनगॉट-कटिंग ब्लेड बेचते हैं।

अगली वेफर्स को पॉलिश करें ताकि वे बहुत चिकनी हों। मेज से सभी मोटे सामान को ब्लेड से देखा जाना चाहिए। अधिमानतः इसे एक तरंग दैर्ध्य या प्रकाश के नीचे लाएं। ओह, और खुली सतह पर ऑक्सीजन न दें। आपको अपने तहखाने को कुछ निष्क्रिय गैस से भरना होगा और पॉलिशिंग खत्म करने के दौरान अपनी सांस को लंबे समय तक रोकना होगा।

इसके बाद आप चिप को डिजाइन करें। यह सिर्फ एक स्क्रीन पर एक साथ फाटकों का एक गुच्छा वायरिंग है और कुछ सॉफ़्टवेयर चला रहा है। या तो कुछ 100 डॉलर k खर्च करते हैं या अपना खुद का बनाते हैं यदि आपको कुछ 10-साल का मानव-वर्ष मुफ्त मिल गया है। आप शायद एक बुनियादी लेआउट सिस्टम कर सकते हैं, लेकिन आपको वास्तव में अच्छी चीजें करने में सक्षम होने के लिए कुछ व्यापार रहस्यों को चुराना होगा। जो लोग वास्तव में चतुर एल्गोरिदम का पता लगाते हैं, उन्होंने कई एम $ इसे करने में खर्च किया है, इसलिए सभी शांत बिट्स को मुफ्त में नहीं देना चाहते हैं।

एक बार जब आपके पास लेआउट होता है, तो आपको इसे मास्क पर प्रिंट करना होगा। यह नियमित मुद्रण की तरह है, परिमाण के कुछ आदेशों को छोड़कर विस्तार से।

आपके पास विभिन्न परतों और फोटोलिथोग्राफी चरणों के लिए मास्क होने के बाद, आपको उन्हें वेफर पर उजागर करने की आवश्यकता है। पहले आप फोटोरेसिस्ट पर थप्पड़ मारते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के एक अंश के भीतर एक समान मोटाई होगी। फिर आप प्रतिरोध को उजागर और विकसित करते हैं। यह पत्तियां आपके वेफर के कुछ क्षेत्रों पर विरोध करती हैं और अन्य पर नहीं, जैसे कि निर्दिष्ट मुखौटा। प्रत्येक परत के लिए जिसे आप बनाना या बनाना चाहते हैं या चिप में फैलाना चाहते हैं, आप विशेष रसायनों को लागू करते हैं, आमतौर पर गैसों को, बहुत सटीक रूप से नियंत्रित तापमान और समय पर। ओह, और वेफर पर एक ही स्थान पर प्रत्येक परत के लिए मास्क को कुछ 100 एनएम या बेहतर करने के लिए मत भूलना। उसके लिए आपको वास्तव में स्थिर हाथों की आवश्यकता है। उस दिन कोई कॉफी नहीं। ओह, और याद रखना, कोई ऑक्सीजन नहीं।

एक दर्जन या तो मुखौटा कदम के बाद, आपके चिप्स लगभग तैयार हैं। अब आपको शायद हर एक का परीक्षण करना चाहिए ताकि यह पता लगाया जा सके कि कौन सी अशुद्धियाँ हैं या अन्यथा गड़बड़ हो गई हैं। कोई बिंदु उन पैकेजों में डाल रहा है। आपको उसके लिए कुछ वास्तव में छोटे दायरे की जांच की आवश्यकता होगी। जब आप उस उद्देश्य के लिए चिप्स में डिज़ाइन किए गए विशेष पैड पर कुछ मिनट के भीतर अपने लक्ष्य में एक दर्जन जांच कर रहे हों, तो सांस लेने की कोशिश न करें। यदि आपने पहले से ही पासिंग स्टेप कर लिया है, तो आप इसे ऑक्सीजन वातावरण में कर सकते हैं और अब सांस ले सकते हैं।

लगभग हो गया। अब आप वेफर को चिप्स में काट देते हैं, जो आपको पहले मिले थे, उन्हें टॉस करने के लिए सावधान रहना चाहिए। हो सकता है कि आप उन्हें अलग कर सकते हैं, या उन्हें देख सकते हैं, लेकिन निश्चित रूप से आप वेफर के शीर्ष को नहीं छू सकते हैं।

आपके पास अभी चिप्स हैं, लेकिन आपको अभी भी किसी तरह उनसे कनेक्ट करने की आवश्यकता है। सिलिकॉन पर टांका लगाने से बहुत अधिक गड़बड़ हो जाती है, और टांका लगाने वाले बेड़ी के पास वैसे भी पर्याप्त सुझाव नहीं होते हैं। आमतौर पर आप बहुत पतले सोने के बॉन्ड तारों का उपयोग करते हैं जो चिप पर पैड के बीच वेल्डेड होते हैं और जो भी पैकेज आप उपयोग करने का निर्णय लेते हैं उसके अंदर पिन होते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह बंद रहता है, पर्याप्त epoxy पर शीर्ष और ग्लोब पर थप्पड़ मारें।

वहाँ, यह इतना बुरा नहीं था, क्या यह था?


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यह बहुत मनोरंजक था। मैंने खुद को हर बार सिलिकॉन / वेफर शब्द पढ़ते हुए अपनी सांस रोककर पाया।
अपालोफापा

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बहुत बढ़िया जवाब, यह ठीक है कि मैंने "गर्म प्रश्न" अनुभाग क्यों पढ़ा। मुझे हंसी के साथ बहुत कुछ सिखाया।
पेस्टी

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माइनर नाइट: आमतौर पर मास्किंग / नक़्क़ाशी प्रक्रिया में अंतिम चरण एक मोटी कांच (सिलिकॉन डाइऑक्साइड) "पैशन" परत है। इस बिंदु के बाद, आप अपनी सांस रोक सकते हैं।
डेव ट्वीड

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ओह, और जिन सामग्रियों का उपयोग आप पतली फिल्म बनाने के लिए कर रहे हैं, वे कक्ष में बाकी सब चीजों को कोट करते हैं, बहुत जल्दी काम को रोकते हैं। इसे हल करने के लिए, बस समय-समय पर शुद्ध क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड के साथ अपने कक्ष को बाढ़ दें और यह आपके कक्ष की दीवारों के ठीक ऊपर सिलिकॉन को परिमार्जन करेगा। ओह, लेकिन आप किसी भी सामान को फैलाना नहीं चाहते हैं; एक बूंद आपके ठोस फर्श को आग लगा देगी, और यदि आप पहले से ही एक मृत स्प्रिंट पर नहीं हैं, तो जब आप नियामक से पहली बूंदों को छिड़कते हैं, तो हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के बादल आपको अपने रास्ते में गति देंगे ... जल्दी एचएफ विषाक्तता से कब्र।
कीथ्स

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जब आप प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का एहसास करते हैं, तो प्रकाश का हिस्सा मज़ेदार हो जाता है, जो आपके द्वारा बिछाये गए निशानों की चौड़ाई से लगभग 10 गुना बड़ा होता है।
gbarry

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यह प्रश्न पूछने के बराबर है: "मैं अपने तहखाने में 747 जेटलाइनर का निर्माण करना चाहता हूं, लेकिन मुझे इसे केवल आरेखण और कच्चे माल से करने की आवश्यकता है।" तथ्य यह है कि इस तरह का एक प्रश्न वास्तव में पूछा जाता है, यह दर्शाता है कि आधुनिक अर्धचालक विनिर्माण और इसमें शामिल शुद्ध आविष्कार की जटिलता की थोड़ी-बहुत सराहना कैसे होती है।

प्रसंस्करण के बारे में जानने वाली बात यह है कि आप कच्चे माल से सब कुछ बनाते हैं। वेफर्स को छोड़कर; आप आसानी से उन खरीद सकते हैं। लेकिन एक बार जब आप शुरू कर देते हैं, तो आप उपकरण को लेट जाते हैं; यह केक को पकाने जैसा है। आप इंजन और कार्बन कंपोजिट सामग्री को अलग-अलग ऑर्डर करके अपना विमान बना सकते हैं। लेकिन यहां आपको कच्चे माल से सब कुछ बनाना होगा। और विनिर्माण जटिलता यहां तक ​​कि काम करने वाले उपकरणों को प्राप्त करना मुश्किल है।

मैं बस उन चीजों की एक छोटी संख्या सूचीबद्ध करूंगा जिन पर विचार करने की आवश्यकता है।

उद्योग:

  1. धन खर्च, मानव-शक्ति की खपत या लिखे गए कागज, पीएचडी प्राप्त आदि के संदर्भ में अधिक प्रयास किया गया है कि किसी भी अन्य एकल तकनीकी प्रयास से मानव जाति के इतिहास में एक निर्मित उत्पाद होता है।

    सुविधा आकार और क्षमता के संबंध के बिना, आपको निम्नलिखित के बारे में पता होना चाहिए कि आप क्या प्रयास कर रहे हैं।

स्वच्छता:

  1. सी वेफर्स कुछ सबसे शुद्ध पदार्थ हैं जो कभी इस ग्रह पर मौजूद हैं। अगर मैं एक मानक उपयोग करता हूं प्राइम वेफर (जो आमतौर पर CMOS में उपयोग किया जाता है) - डोपेंट घनत्व 1 × 10 15 परमाणु / सेमी -3 है । सी में 5 × 10 22 परमाणु / सेमी -3 हैं । तो इसका मतलब है कि प्रत्येक 50 मिलियन सिलिकॉन परमाणुओं के लिए एक डोपेंट परमाणु है। आपको वास्तव में विशेष उपकरण, हैंडलिंग और प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है जो इसे बनाए रखने में सक्षम हों।15Ωcm

  2. प्रसंस्करण में, विआयनीकृत (डीआई) पानी का उपयोग किया जाता है। यह इतना शुद्ध है कि विद्युत प्रतिरोध को मेगाहोम में मापा जाता है। पानी में इतने कम संदूषक होते हैं कि यह संचालन करना बंद कर देता है। अर्द्ध-कंडक्टर प्रसंस्करण के शुरुआती दिनों में एक प्रमुख संदूषक (इंटेल प्रसिद्धि के एंडी ग्रोव द्वारा खोजा गया) सोडियम है। सीएमओएस प्रक्रियाएं इस संदूषक के प्रति इतनी संवेदनशील होती हैं कि आपके पसीने में मौजूद नमक से सोडियम जो एक औसत अंगूठे के प्रिंट में समाहित होता है, वह डीआई जल के 10,000 गैलन (25,000 एल) को दूषित करने के लिए पर्याप्त होता है।

  3. ऑपरेटिंग वातावरण: फर्श के हर वर्ग मीटर में हवा को स्थानांतरित करने के लिए ऊपर और नीचे एक एयर प्लेनम होता है, इसे फ़िल्टर करें और इसे वापस लाएं। एक मानक फैब में वे हर दिन लाखों क्यूबिक मीटर हवा ले जाते हैं। वास्तव में प्रत्येक फैब में नीचे और ऊपर की मंजिलों का उपयोग करते हुए हवा के साथ तीन मंजिलें होती हैं, और केवल बीच वाले लोग / उपकरण होते हैं। महत्वपूर्ण लगता है।

बुरा मार-आप-मृत-तुरन्त रसायनों या अच्छे जलने-अपने-बंद-धीरे-धीरे प्रकार के प्रकार:

  1. Hydrofluoric एसिड: कांच के माध्यम से खाता है सिर्फ प्यार करता है अपनी हड्डियों में वह सब स्वादिष्ट कैल्शियम। यदि आपकी त्वचा पर गिरा दिया जाता है तो यह त्वचा के माध्यम से प्रवेश करता है (त्वचा इस के लिए पारगम्य है) और हड्डियों में सिर और हड्डियों में कैल्शियम चैनल के लिए सिर। बहुत दर्दनाक।

  2. विशिष्ट ईच रसायन: आइए देखें ... मेरा पसंदीदा कुछ "पिरान्हा ईच" कहा जाता है। इसे इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह कार्बनिक पदार्थों को खाती है, 80 से 90 ° C तक चलने की आवश्यकता होती है, लेकिन इसे सक्रिय रूप से ठंडा करने की आवश्यकता होती है क्योंकि इसमें एक उबलते हुए गंदगी को दूर भागने और फटने की प्रवृत्ति होती है।

  3. सिलेन - एक पायरोफोरिक गैस - जिसका अर्थ है कि यह लौ में फट जाती है और ऑक्सीजन की उपस्थिति में फट जाती है। यह विषाक्त है, और जब यह जलता है, तो यह SiO 2 वाष्प के पीछे छोड़ देता है - जिसका अर्थ है कि हवा कांच के छोटे सूक्ष्म कणों से भरी हुई है जो शायद ~ 900 ° C हैं। और यह अधिक सौम्य प्रतिक्रियाशील गैसों में से एक है, ऐसे अन्य रसायन मौजूद हैं जो जब रिसाव अलार्म को बंद कर देते हैं तो आमतौर पर यह महसूस किया जाता है कि दौड़ने का कोई मतलब नहीं है: यह पहले से ही बहुत देर हो चुकी है।

  4. डोपेंट: चलो आवश्यक डोपेंट के बारे में मत भूलो जो एन-प्रकार और पी-प्रकार अर्धचालक के निर्माण की अनुमति देगा। बोरोन, फास्फोरस, आर्सेनिक, गैलियम (कम आम)।

  5. चलो यहाँ रुक जाओ ... यह बहुत रुग्ण होगा अन्यथा। और नहीं, आपके पास कोई विकल्प नहीं है, जब तक आपको नहीं लगता कि आप अरबों डॉलर के निवेश से बेहतर कर सकते हैं।

  6. सामान्य रूप से सभी सामग्री को अर्धचालक ग्रेड होना चाहिए। इसलिए आपको एक प्रमुख केंद्र में होना चाहिए और स्थानीय आपूर्तिकर्ताओं को सामग्री को हाथ में रखना होगा। कुछ कच्चे माल का निर्माण स्थानीय स्तर पर किया जाना है क्योंकि आप उन्हें शिप नहीं कर सकते हैं।

यहां इस्तेमाल किए गए उपकरणों के बारे में कुछ नमूने हैं:

  1. वैक्यूम पंप: अधिकांश प्रक्रियाएं वैक्यूम स्थितियों में चलती हैं।

  2. ओवन, आपको एक ओवन की आवश्यकता होती है जो 1200 डिग्री सेल्सियस को विभिन्न रसायनों के साथ बनाए रख सकता है जैसे कि सिलने और अल्ट्रा शुद्ध ऑक्सीजन आदि।

  3. प्रत्यारोपण: अधिकांश डोपेंट को एक संशोधित परमाणु त्वरक के माध्यम से सब्सट्रेट में पेश किया जाता है। अच्छी खबर यह है कि यह बहुत शक्तिशाली नहीं हो सकता है क्योंकि 3 MeV से ऊपर के इम्प्लांट सब्सट्रेट रेडियोधर्मी को चालू करते हैं ताकि वे उन्हें बहुत अधिक ऊर्जा न दें, लेकिन आपको अभी भी कम से कम 1 MeV प्रत्यारोपण की आवश्यकता होगी। आप उच्च ऊर्जा प्रत्यारोपण का उपयोग नहीं करने का चयन कर सकते हैं, लेकिन फिर आपको कई घंटों तक ओवन को चलाना होगा ताकि डोपेंट को फैलने की अनुमति न दी जा सके।

    प्रयुक्त उपकरणों को खरीदने के लिए सबसे अच्छी शर्त है। दुर्भाग्य से कम से कम 20 साल हो गए हैं क्योंकि किसी ने 100 मिमी और 150 मिमी व्यास के वेफर्स के लिए डिज़ाइन और निर्मित उपकरण बनाए हैं, और उपयोग किए गए बाजार में कोई भी नहीं है। विभिन्न विश्वविद्यालयों के पास भंडारित उपकरण हैं। मैं इस्तेमाल किए गए 200 मिमी उपकरण खरीदने की सलाह दूंगा। वास्तव में अच्छी खबर यह है कि अब डॉलर पर केवल 15% के लिए हो सकता है। तो क्या एक $ 10 मिलियन स्टेपर होगा (वेफर्स की इमेजिंग में उपयोग किया जाता है) अब केवल $ 1.5 मिलियन है।


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अगर मैं ऐसा कर सकता तो मैंने कई बार वोट दिया होता। सूचित करने के लिए यश, और बे पर स्नार्क रखना!
वैभव गर्ग '

घनत्व इकाइयाँ थोड़ी अजीब लगती हैं - चूँकि ग्राम और क्यूबिक सेंटीमीटर के बीच एक विभाजन चिन्ह होता है, इसलिए प्रतिपादक सकारात्मक होना चाहिए। यानी या तो atoms/cm<sup>3</sup>या atoms &times; cm<sup>-3</sup>। दुर्भाग्य से बदलाव एक वैध संपादन के लिए बहुत कम हैं।
डान मासेक

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घर पर लोग ऐसा कर रहे हैं , लेकिन यह आपके बैक गार्डन में एक अंतरिक्ष कार्यक्रम बनाने की कोशिश करने जैसा है। यह एक 3 डी प्रिंटर जैसे बहुत कठिन है, और इसमें कुछ बुरा रसायन और आश्चर्यजनक उच्च परिशुद्धता इंजीनियरिंग शामिल है।

https://code.google.com/p/homecmos/ , हालांकि उन्होंने वास्तव में अभी तक एक डिवाइस का उत्पादन नहीं किया है।

http://hackaday.com/2010/03/10/jeri-makes-integrated-circuits/ : जाहिरा तौर पर एक से अधिक ट्रांजिस्टर के साथ एक काम करने वाला उपकरण।

संपादित करें: व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, और यदि आप रसायन विज्ञान की तुलना में इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिक रुचि रखते हैं, तो वेरिलोग और एफपीजीएएस सीखना शुरू करें।


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इस साइट पर माइक्रोप्रोसेसर बनाने की प्रक्रिया बताई गई है। अच्छी तरह से विस्तृत भले ही यह आवश्यक 1500 चरणों में से प्रत्येक को चित्रित करना असंभव है।


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+1 स्टीवन की वेबसाइट का उल्लेख करने के लिए
m.Alin

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एक अधिक उपयुक्त प्रश्न है "माइक्रोप्रोसेसर बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को क्या और कैसे मिलाया जाता है?" इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को माइक्रोप्रोसेसरों पर प्रत्यारोपित नहीं किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के होते हैं।

रेसिस्टर्स, कैपेसिटर और इंडिकेटर्स पैसिव एनालॉग सर्किट एलिमेंट्स हैं। अर्धचालकों के विकास / आविष्कार / खोज ने डायोड और ट्रांजिस्टर को रास्ता दिया। ट्रांजिस्टर बुनियादी लॉजिक गेट्स में कॉन्फ़िगर किए गए हैं जो बूलियन बीजगणित को लागू करते हैं, और फ्लिप-फ्लॉप जो मूल मेमोरी तत्वों को लागू करते हैं। इन बुनियादी लॉजिक गेट्स को और अधिक जटिल सर्किट में कॉन्फ़िगर किया गया है जो इसके अलावा (एक योजक), या घटाव (एक घटाव), या मल्टीप्लेक्सिंग (स्विचिंग), या डी मल्टीप्लेक्सिंग, या लेफ्ट-शिफ्ट्स या राइट शिफ्ट्स इत्यादि को लागू करते हैं। इन जटिल सर्किट को ALU, या एक निर्देश डिकोडर, या मेमोरी एड्रेस डिकोडर या कुछ अन्य इंटरफ़ेस बनाने के लिए कुछ नियंत्रण तर्क के साथ एक साथ जाम किया जाता है। यह ALU एक निर्देश डिकोडर, एक मेमोरी एड्रेस डिकोडर, एक मेमोरी या 2, और कुछ अन्य तत्वों के साथ मिलकर CPU या माइक्रोप्रोसेसर बनता है।

यह सब ट्रांजिस्टर फाटकों के लाखों (या शायद अभी भी अरबों) लेता है। कुछ वर्तमान FPGA प्रौद्योगिकियां 28 नैनोमीटर प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करती हैं, जो, AFAIK, का अर्थ है कि एक एकल गेट 28 नैनोमीटर लंबा है। बड़े पैमाने पर (एलएसआई) और बहुत बड़े पैमाने (वीएलएसआई) से जुड़े सर्किट को डिजाइन करना और बनाना एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें भौतिकी और रसायन विज्ञान में बहुत ही विशिष्ट ज्ञान और बहुत विशिष्ट और महंगे उपकरण की आवश्यकता होती है।

यदि आप कार्यात्मक रूप से एक माइक्रोप्रोसेसर डिजाइन करना चाहते हैं, तो यह कुछ ऐसा है जो आप कर सकते हैं। और आप शायद इसे FPGA जैसे पुन: उपयोग योग्य हार्डवेयर पर लागू कर सकते हैं। यदि आप भौतिक रूप से एक माइक्रोप्रोसेसर डिजाइन करना चाहते हैं, तो यह एक और कहानी है। जो लोग एकीकृत सर्किट डिजाइन करते हैं, वे आमतौर पर फाटकों के भौतिक लेआउट को निर्दिष्ट नहीं करते हैं। वे डिज़ाइन टूल का उपयोग करते हैं, इसके विपरीत नहीं कि सॉफ़्टवेयर इंजीनियर क्या कहते हैं, यह कहने के लिए कि वे क्या चाहते हैं कि उनका इंटीग्रेटेड सर्किट हार्डवेयर विवरण लैंग्वेज (HDL) नामक किसी चीज़ का उपयोग कर सके, और फिर टूल HDL को गेट लेवल स्पेसिफिकेशन के लिए उबालते हैं।


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आप निश्चित रूप से यह घर पर नहीं कर पाएंगे! विनिर्माण चिप्स एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें बहुत सारे सटीक, महंगे, जटिल मशीनरी शामिल हैं।

यदि आप अपना स्वयं का माइक्रोप्रोसेसर विकसित करने में रुचि रखते हैं, तो VHDL या वेरिलॉग सीखकर और इसे FPGA पर काम करके प्राप्त करें। तब आप एक ट्रांजिस्टर स्तर पर चिप डिजाइन सीखने और आईसी निर्मित होने पर विचार कर सकते हैं। यह सस्ता या सरल नहीं है और इसके लिए बहुत विशिष्ट कौशल निर्धारित करने की आवश्यकता है।


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वास्तविक आईसी (एक बहुत ही विनोदी और सटीक फैशन में कवर किया गया) बनाने से हटकर, आपको यह भी जानना होगा कि सर्किट को कैसे डिजाइन करना है जो आईसी कार्यान्वयन के लिए खुद को उधार देते हैं। आपको एक IC के भीतर बहुत सारे निष्क्रिय घटक नहीं मिलेंगे - वे इतने अच्छे व्यवहार नहीं करते हैं और आमतौर पर एक बड़े क्षेत्र को नापसंद करते हैं। इसके बजाय, आपको बहुत सारे वर्तमान दर्पण, स्रोत और सिंक मिलेंगे। P और N प्रकार के उपकरण समान नहीं बनाए गए हैं, इसलिए आपको वहां असमानताओं को भी समझना होगा। वास्तव में, क्योंकि आप "अपनी खुद की" प्रक्रिया कर रहे हैं, आपको डोपिंग एकाग्रता के विभिन्न स्तरों के साथ कुछ परीक्षण वेफर्स शूट करने की आवश्यकता होगी ("इंद्रधनुष उपहार") ) परीक्षण संरचनाओं की एक किस्म के साथ और फिर ट्रांजिस्टर प्रकारों की एक पुस्तकालय प्राप्त करने के लिए - आप जो कुछ भी समाप्त करते हैं, उसे चिह्नित करने के लिए बहुत समय और प्रयास (कम से कम 10 वर्ष) का खर्च करते हैं। अपने पुस्तकालय के साथ सशस्त्र, आप अपने सर्किट डिजाइन को शुरू कर सकते हैं - यह मानते हुए कि आपको लेआउट की कुछ समझ है। यह मत भूलो कि बाद में फैब, फिर परीक्षण और डिबग शुरू करता है। यह एक नया अध्याय है!

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