실제 예에서 아날로그 IC를 리버스 엔지니어링 할 수 있습니까?

최근에 나는 아날로그 신디사이저를 위해 Roland가 70 년대 후반에서 개발 한 커스텀 IC를 조사해왔다.

그들은 1989 년경에 이러한 구성 요소의 제조를 중단했으며, 사용 가능한 데이터 시트가 없으며, 출시되지 않거나 이에 대한 정보가 없습니다.

IR3109는 하나의 지수 변환기로 제어되는 4 개의 캐스케이드 OTA와 버퍼로 만든 DIP16 필터 칩입니다. 일부 신디사이저 서비스 매뉴얼에는 대략적인 내부 다이어그램이 제공되어 있으며, 사람들은 꽤 가까운 소리를내는 클론을 만들었습니다.

제가 관심이있는 것은 DIP16 '봉투 생성기'칩인 IR3R01입니다. 키보드에서 키를 눌렀을 때 필터 또는 앰프에 적용되는 DC 전압 출력을 생성하는 데 사용됩니다.

어떻게 든 이러한 IC를 검사하고 어떤 구성 요소와 값이 내부에 있는지 알아낼 수 있는지 궁금합니다. 어쩌면 전자 현미경으로 다이를 노출시키고 평가할 수 있을까요? 그것이 가능하다면 그것은 매우 비쌀 것이라고 확신합니다.

물론 가능합니다. 이러한 서비스를 제공하는 많은 회사가 있습니다. 진짜 질문은 당신이 집에서 이것을 할 수 있는지 여부입니다.

SEM (Scanning Electron Microscope)이 없어도이 디자인은 가시 광선을 사용하여 상상할 수있는 ~ 3u 형상으로 수행 될 수 있습니다.

SiO2 용 HF와 같은 층을 에칭하기 위해 젖은 벤치가 필요하지만 Si3N4, SiON 및 알루미늄도 제거해야합니다. 비아의 텅스텐 플러그를 제거하려면 건식 식각 (진공 챔버의 Ar 플라즈마)이 필요할 수 있습니다.

주요 문제는 저항기와 커패시터의 정확한 값을 측정하는 것입니다 (있는 경우). 기판 임플란트의 경계 (습식 벤치에서 불쾌한 화학 물질로 장식) 및 도핑 프로파일 결정. 도핑 프로파일은 SIMS 장치 (2 차 이온 질량 분석기)에서 쉽게 얻을 수 있지만 FEOL (Front End of Line)에서 임플란트의 구조적 세부 사항 중 일부는 미묘 할 수 있습니다.

습식 에칭에 의해 손상되거나 두께가 감소 되기 전에 측정해야 할 미묘한 층 두께가있을 것이다 .

다이 표면의 상당한 지형 (CMP는 존재하지 않았 음)이 있으므로 초점 심도는 사진 촬영을 복잡하게 할 수 있습니다.

원래 칩이 가진 정확한 트랜지스터 특성을 얻을 수는 없을 것입니다. 처리뿐만 아니라 트랜지스터 물리와 다른 임플란트의 역할을 이해해야합니다.

당신이 (당신이있는 여러 개의 칩이 있다면 긍정적 인 측면에서 할 필요가있다) 당신은 트랜지스터에 대한 액세스를 해방 직접 측정하는 곡선 추적에 넣어 수있을 수도 있습니다. 피처 크기는 충분히 크며 아날로그 칩이기 때문에 큰 트랜지스터가있을 수 있습니다. 그러나 확실하지 않습니다.

다른 좋은 소식은 오래된 SEM을 저렴한 비용으로 구입할 수 있다는 것입니다. 단 $ 10K에 불과하지만이 입자는 거칠지 만이 칩에는 큰 특징이 있습니다. eqt를 복제하지 않고도 이미지를 얻을 수있는 SIMS 장치 (수정 된 SEM 임)가있는 경우주의하십시오.

마지막 단락은 기본적으로 정확합니다. 칩을 이미지화 한 다음 직접 복사하거나 리버스 엔지니어링하여 최신 버전을 만들 수 있습니다. 첫 번째 단계는 올바른 장비를 갖춘 대학 실험실에서 수행 할 수 있지만 재생산은 저렴한 과정이 아닙니다 (수십만 달러).

최신 IC 프로세스에서는 "정확한"사운드 재생이 불가능할 수도 있습니다.

다른 대안은 아날로그 동작을 블랙 박스로 특성화 한 다음 DSP를 사용하여 에뮬레이션하는 것입니다. 사람들은이 솔루션에 만족하지 않을 것입니다.

특허 문서에는 흥미로운 것들이 몇 가지 있습니다 (Bob Moog의 특허에는 훌륭한 것들이 있다고 생각합니다).

위에서 언급 한 바와 같이, 칩을 "캡핑 해제"하고 구조를 읽는 방법이 있지만, 아날로그 부분 일 때 정확하게 복제하기 위해서는 역 엔지니어링, 추측 등을해야 할 수도 있습니다.

상자 안에있는 것을 돌보지 않고 그 동작을 확인하고 복제하려고 블랙 박스 방식을 취할 수 있습니다 . 이것은 아무것도 숨길 수도 있고 아닐 수도 있고, 잘 작동하거나, 큰 고통을 줄 수도 있고, 우연히 우연히 무언가를 발명 할 수도 있습니다.

응답을 검증 한 다음 해당 모델을 DSP, 마이크로 컨트롤러 등으로 분출하는 방법 / 소프트웨어도 있습니다. 물론, 순수 주의자들은 그것을 좋아하지 않을 것이고, 그것은 일종의 속임수입니다.

TBH 설명은 매우 간단한 기능인 것처럼 들리므로 내부를 무시하고 동일한 기능을 수행하는 회로를 개발하는 "블랙 박스"접근 방식이 가장 쉬운 옵션 일 수 있습니다.