¿El mercado moderno tiene chips IC que pueden ser totalmente invertidos con microscopio óptico?

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Estoy planeando un nuevo curso sobre electrónica digital y dispositivos semiconductores para mi universidad. Creo que sería genial ir al nivel más bajo de abstracción disponible o, al menos, tocar ligeramente.

Por lo tanto, creo ingenuamente que probablemente sería una buena tarea de laboratorio para los estudiantes tomar microscopios y algo de ácido, y tratar de completamente aplicar ingeniería inversa a un simple chip. Por "ingeniería inversa" me refiero no solo a mirar la imagen de puertas desnudas y conducir líneas, sino a restaurar el modelo original de la operación del chip, sin sondearlo eléctricamente.

En la historia, era bastante común tener circuitos integrados de escala micrométrica que tenían solo una docena de puertas lógicas aisladas en un solo paquete. ¿Es posible comprar algo similar hoy?

    
pregunta firegurafiku

4 respuestas

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Creo que los chips de la serie 4000 permanecen en el nivel de fabricación de micras (\ $ 3 \: \ mu \ $ metal gate y no autoalineados). Como porcentaje de los FAB operativos, hay menos de ellos que aún funcionan en este nivel de fabricación. Pero ellos existen. (Me gusta pensar que se trata de un proceso de "entrega directa", en el que los FAB más antiguos todavía funcionan perfectamente y reciben un apoyo más económico ahora, se pasan a aquellos que pueden hacer un buen uso de ellos). Algunos de estos FAB termine haciendo cosas como diodos detectores (que, por supuesto, deben ser 'grandes'). Algunos por otros motivos.

Muchos circuitos integrados destinados al uso en satélites en el espacio también deben tener tamaños de características grandes para tolerar los eventos de radiación. Incluso algunos microcontroladores (semi-) de gama alta, por ejemplo, todavía están hechos con grandes tamaños de funciones para esos fines. (Lo sé porque trabajé en ellos, hace algún tiempo, como parte de la escritura de sistemas operativos que son tolerantes a tales eventos de error).

Recomendaría ponerse en contacto con algunas de las principales empresas y simplemente pedirles algunas buenas ideas, aquí. Creo que la respuesta será acogedora y positiva. Esa ha sido mi experiencia en el pasado. Si explica sus objetivos, que me parecen bastante razonables, estoy seguro de que encontrará rápidamente a alguien que lo ayude a pensar sobre la mejor manera de desarrollar el plan de estudios y de sugerir algunas buenas alternativas a considerar.

(Además, si los involucrara, no tendría preocupaciones de que alguien más tarde le llame por teléfono y le pregunte por qué está exponiendo sus dispositivos "propietarios" en un aula).

Entonces, para comenzar, deberías agarrar algunos dispositivos de la serie 4000 y simplemente "hacerlo". Mira lo que encuentras. Si eso satisface tu necesidad, eres dorado. (Creo que lo harán, ya que hay una gran variedad de dispositivos allí).

En segundo lugar, si desea exponer un microcontrolador para fines de demostración en el aula (y no como una tarea difícil, lo que probablemente sería), busque microcontroladores que aún se estén utilizando para el uso de satélites en el espacio. Estos se denominan "endurecidos por radiación", pero parte de ese endurecimiento es sobre el tamaño de la característica que utilizan. Así que busca eso, si te interesa.

Tercero, póngase en contacto con algunas empresas y solo pida algunas ideas y ayuda. Creo que lo conseguirás.

    
respondido por el jonk
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¿Es posible comprar algo similar hoy?

Sí, si se restringe a chips simples como opamps, temporizadores, lógica estándar.

Cualquier cosa más avanzada y que ya sea el microcontrolador más simple y económico, entonces no, estos en su mayoría utilizan procesos con un tamaño de función tan pequeño que probablemente necesite un microscopio electrónico. Además, no hay mucho que aprender si no sabes lo que estás viendo.

Además, obtener una fotografía de troquel utilizable requiere mucho esfuerzo, tiempo que sus estudiantes pueden usar de mejores maneras.

Enfoque en lo digital: bueno, los chips digitales también son los que muere más aburrido . Los que tienen como 100 k puertas o más en ellos me refiero. ¿Has visto ZeptoBars todavía y también en Actualización electrónica ? Si no, hazlo y juzga por ti mismo. Las partes más interesantes son las partes analógicas. Sé que a medida que yo mismo diseño tales estructuras ;-)

En chips antiguos, simples, "vintage", los digitales fueron diseñados a mano, son interesantes. En los chips modernos, todo está sincronizado y, por lo tanto, aburrido.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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Sí, todavía puedes comprar diseños "antiguos" y hay pocas posibilidades de que cambien pronto.

Para ver la popular serie de circuitos integrados 74xx, consulte enlace , que es un proyecto para descapotar todos estos chips "clásicos", que son todavía se está incorporando en miles de millones de dispositivos hasta el día de hoy, y documente las tomas de los dados.

Creo que esto te permitiría elegir un IC interesante antes de hacer tu primer decap.

Es posible que desee simplemente comparar visualmente diferentes tipos de ICs cualitativamente: los IC simples, simplemente analógicos, como el NE555 y el SA612 (personalmente, probablemente más fácil de explicar si le gustan los mezcladores de frecuencia) SA612 simplemente se ven muy diferentes.

Una idea para evitar que docenas de estudiantes jueguen con productos químicos peligrosos:

Observe los LED que integran un controlador digital. Estoy pensando en las cosas neopixel. ¡Vienen en un paquete transparente, porque la luz tiene que salir en algún lugar! Es posible que pueda pulir la superficie del polímero que cubre la matriz para que quede plana.

También me gustaría animarle a que siga los consejos de jonk y pregunte a los fabricantes. Es posible que incluso le estén dando troquelados sin el paquete a su alrededor; después de todo, esa es una forma que ofrecen comercialmente para muchos de sus dispositivos de "bajo volumen y alto volumen" para empresas que unen directamente los troqueles al PCB y simplemente Encerrarlos con una burbuja de epoxi. Si eso no funciona: estoy seguro de que alguien en aliexpress te venderá felizmente un par de cientos de "postales de música".

También, muchos IC están disponibles en lfcsp, paquetes de escala de chips sin plomo, donde solo tendrías que eliminar una capa delgada de laca en lugar de un paquete completo de un milímetro de espesor

    
respondido por el Marcus Müller
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Podrías considerar el venerable chip temporizador LM555. Puede encontrar esquemas detallados de las partes internas, alta resolución die photos , y explicaciones lúcidas del diseñador original.

Por supuesto, si desea que los alumnos lo descubran por sí mismos, tener las fotos de los trozos, etc. disponibles gratuitamente en Internet puede ser una desventaja.

Hay un poco de analógico y otro digital: un flip-flop SR y dos comparadores con un divisor de 3 resistencias en la fuente de alimentación. Todos juntos solo un par de docenas de transistores.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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