He explorado varias webs de fabricantes de ASIC, pero no he encontrado un número real. Supongo que habrá un costo fijo asociado con la creación de máscaras y eso, y luego habrá un costo por unidad.
Nota: que en realidad no quiero que me hagan un ASIC, solo tengo curiosidad.
Hace un tiempo miré los ASIC y he aquí lo que encontré:
Todos tienen diferentes definiciones para la palabra "ASIC". Hay (muy aproximadamente) tres categorías: conversiones de FPGA, ASIC "normal" y "personalización completa". Como se esperaba, están en orden de aumentar el precio y aumentar el rendimiento.
Antes de describir qué son, déjame decirte cómo se fabrica un chip ... Un chip tiene de 4 a 12+ "capas". Las 3 o 4 capas inferiores contienen los transistores y alguna interconectividad básica. Las capas superiores se utilizan casi por completo para conectar cosas entre sí. Las "máscaras" son similares a las transparencias utilizadas en el grabado fotográfico de una PCB, pero hay una máscara por capa IC.
Cuando se trata de hacer un ASIC, el costo de las máscaras es HUGE . ¡No es raro en absoluto que un conjunto de máscaras (8 capas, 35 a 50 nm) corran US $ 1 millón! Por lo tanto, no es una gran sorpresa saber que la mayoría de los proveedores de ASIC "más baratos" hacen un gran esfuerzo para mantener bajos los costos de las máscaras.
Conversiones de FPGA: Hay compañías que se especializan en conversiones de FPGA a ASIC. Lo que hacen es tener una "base" algo estándar o fija que luego se personaliza. Esencialmente, las primeras 4 o 5 capas de su chip son las mismas para todos sus clientes. Contiene alguna lógica que es similar a los FPGA comunes. Su versión "personalizada" tendrá algunas capas adicionales encima para enrutar. Esencialmente estás usando su lógica, pero conectándola de una manera que funcione para ti. El rendimiento de estos chips es tal vez un 30% más rápido que el FPGA con el que comenzó. De vuelta en "el día", esto también se llamaría un chip "mar de puertas" o "matriz de puertas".
Ventajas: bajo NRE (US $ 35k es aproximadamente el más bajo). Cantidades mínimas bajas (10k unidades / año).
Contras: altos costos por chip, tal vez 50% del costo de un FPGA. Bajo rendimiento, en relación con las otras soluciones.
ASIC "Normal": en esta solución, estás diseñando cosas hasta el nivel de la puerta. Tomas tu VHDL / Verilog y lo compilas. El diseño para las puertas individuales se toma de una biblioteca de puertas & Dispositivos aprobados por el fabricante del chip (para que sepan que funciona con su proceso). Pagas todas las máscaras, etc.
Pros: Esto es lo que más mayoría de los chips en el mundo son. El rendimiento puede ser muy bueno. Los costos por chip son bajos.
Contras: NRE para este comienza a US $ 0.5 millones y rápidamente sube de allí. La verificación del diseño es muy importante, ya que un simple error costará mucho dinero. NRE + La cantidad mínima de pedido es generalmente de alrededor de US $ 1 millón.
Totalmente personalizado: Esto es similar a un ASIC normal, excepto que tiene la flexibilidad de diseñar hasta el nivel de transistor (o inferior). Si necesita hacer un diseño analógico, una potencia extremadamente baja, un rendimiento muy alto o cualquier cosa que no se pueda hacer en un ASIC normal, este es el problema para usted.
Pros: Esto requiere un conjunto de talentos muy especializados para hacerlo correctamente. El rendimiento es genial.
Contras: las mismas condiciones que el ASIC normal, pero más aún. Las probabilidades de arruinar algo son mucho más altas.
La forma en que lo haga dependerá de la cantidad de trabajo que desee realizar. Podría ser tan "simple" como entregar los archivos de diseño a una empresa como TSMC o UMC y le devolverán las obleas. Luego, debe probarlos, separarlos, empaquetarlos, probablemente volver a realizar pruebas y, finalmente, etiquetarlos. Por supuesto, hay otras compañías que harán la mayor parte de ese trabajo por usted, de modo que lo único que obtendrá son los chips probados listos para ser colocados en una PCB.
Si has llegado a este punto y aún parece que lo que quieres hacer es un ASIC, entonces el siguiente paso sería comenzar a buscar en Google para las empresas y hablar con ellas. Todas estas compañías son ligeramente diferentes, por lo que tiene sentido hablar con tantas de ellas como pueda soportar. También deberían poder decirle cuál es el siguiente paso más allá de hablar con ellos.
Hay dos formas principales de hacer un ASIC si está viendo procesos de terceros, como IBM, ONsemi, STMicro, etc. La primera es trabajar directamente con la fundición (fabricante), y la segunda es para trabajar con un grupo que procesa pedidos más pequeños.
Trabajando directamente con el fabricante, normalmente está comprando una ejecución de producción para un chip en particular. Esto le dará múltiples obleas con múltiples copias de una retícula. Normalmente, una retícula estará alrededor de 15 a 20 mm 2 . Usted podría poner lo que quiera en ese espacio, y luego dividiría la oblea en los diseños individuales. Si estuvieras haciendo una ejecución de producción de un solo chip, tu diseño estaría en mosaico aquí. No conozco los precios de esto, pero probablemente se ejecutaría algo como: \ $ Costo = Máscaras + N \ veces Obleas \ $, donde las máscaras son una parte dominante de su costo. Yo estimaría que para los últimos procesos de 40 nm, los costos comienzan alrededor de $ 2 millones.
Si no está buscando grandes volúmenes, o si desea crear un prototipo de un diseño, entonces hay compañías que comprarán una corrida de una fundición por una o dos obleas y luego venderán espacio en la retícula. Hay dos empresas principales: MOSIS y CMP . Planean comprar solo una o dos obleas y un juego de máscaras, por lo que sus costos de producción son básicamente fijos. Sus precios generalmente se basan en el tamaño de su diseño en mm 2 . MOSIS no publica sus tarifas, pero la tarifa más barata de CMP en un proceso de 0,35 micrones por 650 Euros / mm 2 . Un diseño no trivial probablemente costará $ 3000 o más por 40 fichas. Cuanto más fino sea el tamaño de la función, más caro será hacer las máscaras.
Otro elemento a considerar es que el software de diseño necesario para diseñar y verificar los circuitos integrados no es barato, a menos que lo esté haciendo desde un entorno universitario.
Aunque es cierto que crear un chip es muy costoso, TSMC y otras fábricas ofrecen "servicios de transporte" que ponen muchos dispositivos de muchas personas en la matriz y reducen el precio significativamente. Incluso escuché a una compañía obtener algunas muestras de sus dispositivos por $ 1500, lo cual es extremadamente bajo si tenemos en cuenta las alternativas. Antes de nada, lo mejor es implementar todo lo posible en un FPGA para garantizar que la lógica sea correcta, etc. etc.
Eche un vistazo aquí: enlace
Solo quería agregar esto en:
enlace < - CMP El precio por mm ^ 2 de la lista de precios actual es para 25 troqueles excepto para MEMSCAP y para TriQuint.
Puede obtener un CMOS C35B4C3 asic de 0.35u (350nm), por solo 650 euros / mm2 (3), aunque sus precios de envío son bastante altos (hasta 100 euros) y usted tiene que pagar extra si así lo desea. paquete para usted.
En el otro extremo de la escala, puede obtener CMOS CMOS28LP de 28nm por solo 15000 euros / mm2 (1) si está haciendo menos de 3 mm ^ 2.
Una opción es hacer una conversión de FPGA. Tanto Altera como Xilinx tienen eso. Yo iría con Altera. Los precios están en los $ 100 k US.
Permítame ser el primero en afirmar que los ASIC personalizados no son para los débiles de corazón. Las partes del catálogo son suficientemente malas. Para referencia, una sola máscara en TSMC alrededor del año 2010 para un proceso BiCmos de 0.18um fue de aproximadamente $ 25k.
Estudio de caso: Trabajé en un chip regulador de dólar semi personalizado para un cliente. Mi empresa es un fabricante de semiconductores Fortune 100.
Cobramos algo así como $ 200k NRE, con la expectativa de enviar al menos $ 2 millones. El cliente estableció el costo máximo del dispositivo en un determinado punto de precio, sobre el cual solo utilizarían otra solución. Además, después de un breve período de tiempo, el dispositivo no sería exclusivo para ese cliente.
Pensamos que sería un slam dunk, solo copiar y pegar el lado IP existente, luego modificar el diseño para adaptarlo. Desafortunadamente, hubo problemas de fabricación, montaje, calificación, prueba, caracterización, diseño y aplicación que requirieron una respuesta del dispositivo.
Lo hicimos bien en la segunda ronda, pero nuestro cliente nunca había hecho un ASIC personalizado antes, no tenía grandes especificaciones y realmente no sabía en qué se estaba metiendo. Básicamente, hicimos la integración completa de su sistema porque no pudieron construir una PCB para salvar sus vidas (calor, selección de paquetes, emi ...)
Cuando estaba haciendo simulaciones lógicas para el diseño de ASIC, escuché $ 100,000 (US) como un precio por un lote de tamaño mínimo de un solo diseño de ASIC, pero eso fue hace unos 10 años, y probablemente solo para una compañía.
¿Ha considerado usar un FPGA? Con un FPGA puede reorganizar los componentes de hardware en un chip sin el gasto de crear su propio chip. Si estás en una universidad es posible que tengan su propio FAB pequeño. La universidad a la que fui. Si no lo hacen, tal vez puedas hablar con alguien en una universidad que tenga un FAB y ver si puedes conseguir que obtengan tu chip, las tarifas probablemente sean más bajas que las de una fundición.
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