맞춤형 ASIC을 만드는 데 드는 비용은 얼마입니까?

여러 ASIC 제조업체의 웹을 탐색했지만 실제 숫자를 찾지 못했습니다. 마스크 등을 만드는 데 드는 고정 비용이 있다고 가정하면 단위 당 비용이 발생합니다.

참고 : 실제로 ASIC을 만들고 싶지는 않지만 궁금합니다.

나는 오래 전에 ASIC을 조사했으며 여기에 내가 찾은 것이 있습니다.

"ASIC"이라는 단어에 대한 정의는 모두 다릅니다. FPGA 변환, "정상"ASIC 및 "완전 사용자 지정"이라는 세 가지 범주가 있습니다. 예상 한대로 가격이 상승하고 성능이 향상됩니다.

이것들이 무엇인지 설명하기 전에, 칩이 어떻게 만들어 지는지 알려 드리겠습니다 ... 칩은 4 개에서 12 개 이상의 "레이어"를가집니다. 하부 3 개 또는 4 개의 층은 트랜지스터 및 일부 기본적인 상호 연결성을 포함한다. 상위 계층은 거의 전적으로 사물을 연결하는 데 사용됩니다. "마스크"는 PCB의 포토 에칭에 사용되는 투명 필름과 비슷하지만 IC 레이어 당 하나의 마스크가 있습니다.

ASIC을 만들 때 마스크 비용은 엄청납니다 . 한 세트의 마스크 (8 층, 35 ~ 50 nm)가 1 백만 달러를 달리는 것은 드문 일이 아닙니다! 따라서 대부분의 "저렴한"ASIC 공급 업체는 마스크 비용을 낮추기 위해 매우 열심히 노력한다는 것을 아는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

FPGA 변환 : FPGA에서 ASIC 로의 변환을 전문으로하는 회사가 있습니다. 그들이하는 것은 다소 표준 적이거나 고정 된 "기본"을 가지고 있으며, 그런 다음 사용자 정의됩니다. 본질적으로 칩의 첫 4 또는 5 층은 모든 고객에게 동일합니다. 일반적인 FPGA와 유사한 로직이 포함되어 있습니다. "맞춤형"버전에는 라우팅을 위해 추가 레이어가 추가됩니다. 본질적으로 당신은 그들의 논리를 사용하고 있지만 당신에게 맞는 방식으로 연결합니다. 이 칩의 성능은 시작한 FPGA보다 30 % 빠릅니다. "오늘"으로 돌아가서 "게이트 오브 씨"또는 "게이트 어레이"칩이라고도합니다.

장점 : 낮은 NRE (US $ 35k는 가장 낮습니다). 최소 수량 (10k 단위 / 년)

단점 : 높은 칩당 비용-아마도 FPGA 비용의 50 %. 다른 솔루션에 비해 성능이 낮습니다.

"정상"ASIC : 이 솔루션에서는 게이트 레벨까지 설계하고 있습니다. VHDL / Verilog를 가져 와서 컴파일하십시오. 개별 게이트의 설계는 칩 제조업체가 승인 한 게이트 및 장치 라이브러리에서 가져옵니다. 모든 마스크 등에 대한 비용을 지불합니다.

장점 : 세계에서 가장 많은 칩이 있습니다. 성능이 매우 좋을 수 있습니다. 칩당 비용이 저렴합니다.

단점 : NRE는 5 천만 달러에서 시작 하여 빠르게 상승합니다. 간단한 스크류 업은 많은 비용이 들기 때문에 설계 검증은 매우 중요합니다. NRE + 최소 주문 수량은 일반적으로 약 백만 달러입니다.

전체 사용자 정의 : 이것은 트랜지스터 수준 (또는 아래)까지 설계 할 수있는 유연성이 있다는 점을 제외하면 일반 ASIC과 유사합니다. 아날로그 설계, 초 저전력, 초 고성능 또는 일반 ASIC에서 수행 할 수없는 모든 작업을 수행해야하는 경우 이것이 바로 당신을위한 것입니다.

장점 :이를 위해서는 매우 전문화 된 재능이 필요합니다. 성능이 훌륭합니다.

단점 : 일반 ASIC과 동일한 단점이 있습니다. 무언가를 망칠 확률이 훨씬 높습니다.

이 문제를 해결하는 방법은 실제로 수행하려는 작업의 양에 달려 있습니다. TSMC 또는 UMC와 같은 회사에 디자인 파일을 제공하는 것처럼 "단순"할 수 있으며 베어 웨이퍼를 다시 제공합니다. 그런 다음 테스트하고, 분리하고, 포장하고, 다시 테스트하고, 마지막으로 레이블을 지정해야합니다. 물론 대부분의 작업을 수행 할 다른 회사가 있으므로 PCB에 장착 할 수있는 테스트 된 칩만 있으면됩니다.

이 시점에 도달 했는데도 여전히 ASIC이 원하는 것으로 보인다면 다음 단계는 회사를 위해 인터넷 검색을 시작하고 그들과 대화하는 것입니다. 이들 회사는 모두 약간 다르기 때문에 많은 회사와 이야기를 나눌 수 있습니다. 또한 다음 단계가 그들과 대화 할 수없는 것이 무엇인지 말해 줄 수 있어야합니다.

IBM, ONsemi, STMicro 등의 타사 프로세스를보고있는 경우 ASIC을 만드는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 첫 번째는 파운드리 (제조업체)와 직접 작업하는 것이고, 두 번째는 작은 주문을 처리하는 그룹.

제조업체와 직접 협력하여 일반적으로 특정 칩에 대한 생산 라인을 구매합니다. 이렇게하면 여러 레티클 사본이있는 여러 웨이퍼가 제공됩니다. 십자선는 일반적으로 20mm에 15 주위에있을 것 ² . 해당 공간에 원하는 것을 넣을 수 있으며 나중에 웨이퍼를 개별 디자인으로 나눕니다. 단일 칩을 생산하는 경우 여기에 설계가 적용됩니다. 나는 이것에 대한 가격을 모르지만 아마도 의 주요 부분 인 와 같이 실행될 것입니다 . 최신 40nm 공정의 경우 약 2 백만 달러의 비용이 발생한다고 추정합니다.$Cost = Masks + N \times Wafers$

대량을 찾고 있지 않거나 디자인을 프로토 타이핑하려는 경우 하나 또는 두 개의 웨이퍼에 대해 파운드리에서 런을 구매 한 다음 레티클의 공간을 매각하는 회사가 있습니다. MOSIS 와 CMP의 두 가지 주요 회사가 있습니다 . 그들은 하나 또는 두 개의 웨이퍼와 마스크 세트 만 구입할 계획이므로 생산 비용은 기본적으로 고정되어 있습니다. 가격은 일반적으로 mm ² 단위의 디자인 크기를 기준으로합니다 . MOSIS는 요금을 공개하지는 않지만 650 Euros / mm ² 에 대해 0.35 미크론 공정에서 CMP의 가장 저렴한 요금입니다 . 사소하지 않은 디자인은 아마도 40 칩에 3000 달러 이상이들 것입니다. 피처 크기가 미세할수록 마스크를 만드는 것이 더 비쌉니다.

고려해야 할 또 다른 항목은 IC를 설계하고 검증하는 데 필요한 설계 소프트웨어가 대학 환경에서 수행하지 않는 한 저렴하지 않다는 것입니다.

칩을 만드는 데 많은 비용이 드는 것은 사실이지만 TSMC 및 기타 팹은 많은 사람들의 많은 장치를 다이에 놓고 가격을 크게 낮추는 "셔틀 서비스"를 제공합니다. 나는 회사가 1,500 달러에 장치 샘플을 몇 개 얻는다고 들었습니다. 대체 대안을 고려할 때 극히 낮습니다. 무엇보다도, 로직이 올바른지 등을 확인하기 위해 가능한 한 FPGA에서 구현하는 것이 가장 좋습니다.

여기를보세요 : http://www.tsmc.com/english/dedicatedFoundry/services/cyberShuttle.htm

이것을 다음에 추가하고 싶었습니다.

http://cmp.imag.fr/products/ic/?p=prices <-CMP 현재 가격표의 mm ^ 2 당 가격은 MEMSCAP 및 TriQuint를 제외한 25 개의 베어 다이 가격입니다.

배송비가 다소 높지만 (100 유로까지) 0.35u (350nm) CMOS C35B4C3 asic을 650 Euro / mm2 (3)에 대해서만 구입할 수 있으며 패키지를 원할 경우 추가 비용을 지불해야합니다 당신.

스케일의 다른 쪽 끝에서 3mm ^ 2 미만을 수행하는 경우 15000 Euro / mm2 (1)에 대해서만 28nm CMOS CMOS28LP를 얻을 수 있습니다.

이제 2018 년 말까지 회사는 플랫폼 " Itsy-Chipsy "(소프트웨어 도구 모음과 팹 서비스를 가정)를 개발 하여 350x350um 크기 로 약 400 달러에 2 개의 프로토 타입 칩을 생산하여 14000 게이트에 맞출 수 있습니다 . 면적이 4로 170x170um으로 더 나뉘면 비용은 약 $ 100 입니다.

100 달러 가격은 MOSIS의 2x2mm 칩 가격을 16으로 나눈 다음 4로 나눈 값을 기준으로 합니다 . 그들은 팹을 방문하여 올해 크라우드 펀딩 캠페인을 시작했다고 주장했다. 이는 2x2mm 크기의 칩에 MOSIS를 사용하면 40 개의 칩을 구입하는 데 $ 5000의 비용이 듭니다.

그것에 대한 한 가지 좋은 점은 ngspice.sourceforge.net, opencircuitdesign.com qflow and magic, clifford.at yosys에서 모든 오픈 소스 도구를 사용한다는 것입니다. 이러한 도구를 libs와 함께 사용할 수있는 방법과 필요한 도구는 없습니다. 그것이 어떻게 작동하는지 보는 것이 흥미로울 것입니다.

pdf 파일에서 sept-18 의 CMP MPW 가격 목록보기 : .35um CMOS C35B4C3 프로세스에서 mm ^ 2 가격은 650 유로이며, 최소 충전 면적은 3.43mm ^ 2입니다. 그것은 25 맨손으로 약 2230 유로 입니다. 이 수치는 오늘날보다 현실입니다.

2016 년 3 월 nmi.org.uk의 슬라이드 데크는 .18um 의 MPW 예제 가 첫 번째 웨이퍼의 최소 25mm ^ 2 영역에서 40 개의 다이 에 대해 25,000 달러의 비용이 $ 25,000 임을 나타냅니다 . 각각의 추가 40 다이 비용은 $ 2000입니다.

프레젠테이션은 전용 마스크 비용도 보여줍니다. 동일한 예에서 14 개의 웨이퍼 중 첫 번째 로트의 가격은 14x2945 다이의 경우 $ 134,000입니다. 그리고 2945 다이의 각 추가 웨이퍼 비용은 $ 1000입니다. 추가 다이 당 비용은 $ 0.34입니다. 이 $ 134,000 수치는 언급 된 다른 몇 가지 답변과 $ 100,000 숫자와 잘 일치합니다.

bitcoin.org에서 "Asic 개발 비용이 1M 이상인 이유"라는 제목 의 2013 스레드 는 몇 가지를 공유했습니다. 10k 칩 + 검증 및 검증 하드웨어에 대해 $ 250k. [2] 아발론 비트 코인 채굴 칩은 아마도 총 주문량을 기준으로 추정 한 총 4 억 달러 정도일 것입니다. [3] 비트 코인 채굴의 다른 일반적인 수치는 2013 년 기준 130nm ~ 150k USD, 110nm 200-300k USD, 65nm ~ 500k USD입니다. 이러한 칩의 복잡도는 낮을 것입니다.

커스텀 ASIC이 희미한 마음을위한 것이 아니라는 사실을 가장 먼저 말씀 드리겠습니다. 카탈로그 부품이 충분하지 않습니다. 참고로, 2010 년경 0.18um BiCmos 공정을위한 TSMC의 단일 마스크는 약 25k 달러였습니다.

사례 연구 : 고객을 위해 세미 커스텀 벅 레귤레이터 칩을 연구했습니다. 우리 회사는 Fortune 100 반도체 제조업체입니다.

우리는 최소 2 백만 달러의 배송을 기대하면서 2 억 달러의 NRE를 청구했습니다. 고객은 기기의 최대 비용을 특정 가격대로 설정했는데,이 경우 다른 솔루션을 사용하게됩니다. 또한 짧은 시간이 지나면 해당 고객 전용 장치가 아닙니다.

우리는 그것이 슬램 덩크가 될 것이라고 생각했고, 기존의 IP를 복사하여 붙여 넣은 다음 디자인을 수정했습니다. 불행히도 팹, 조립, 자격, 테스트, 특성 분석, 디자인 및 응용 프로그램에는 장치를 재조정해야하는 문제가있었습니다.

우리는 두 번째 라운드에서 바로 그것을 얻었지만 고객은 이전에 맞춤형 ASIC을 한 적이 없으며 훌륭한 사양을 얻지 못했으며 실제로 무엇을하는지 알지 못했습니다. 기본적으로 전체 시스템 통합을 수행했습니다. 생명을 구하기 위해 PCB를 만들 수 없었기 때문입니다 (열, 패키지 선택, emi ....)

선택은 FPGA 변환을 수행하는 것입니다. 알테라와 자일링스도 마찬가지다. 나는 알테라와 함께 갈 것이다. 가격은 미국 달러 100 달러입니다.

ASIC 설계를위한 논리 시뮬레이션을 할 때, 단일 ASIC 설계의 최소 크기 배치 가격으로 10 만 달러를 들었습니다. 그러나 이는 약 10 년 전, 아마도 한 회사에서만 가능했습니다.

이거 봤어? http://www.europractice-ic.com/ 전체 가격 목록이 있습니다. http://www.europractice-ic.com/prototyping_minisic.php

또한 추가 서비스를 제공하고 필요에 따라 소프트웨어 라이센스를 제공합니다.

편집 : pdf 파일에 대한 링크를 제거하고 모든 가격이있는 페이지에 링크를 추가했습니다.

FPGA 사용을 고려 했습니까? FPGA를 사용하면 자체 칩을 만들지 않고도 칩에서 하드웨어 구성 요소를 재구성 할 수 있습니다. 당신이 대학에 있다면 그것은 그들 자신의 작은 FAB를 가질 수 있습니다. 내가 갔던 대학. 만약 그들이 FAB를 가지고있는 대학의 누군가와 대화 할 수 없다면 칩을 만들 수 있는지 알아볼 수 있다면, 수수료는 파운드리의 수수료보다 낮을 것입니다.