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Dec 15, 2023

반도체의 마법사

3시간의 시간이 있고 기초를 배우고 싶다면

세 시간 동안 반도체의 기초를 배우고 싶다면 [Tiny Tapeout]에서 SiliWiz를 소개합니다. 또한 칩 설계자가 사용하는 도구와 유사하지만 학생들이 학습 도구로 사용하는 SiliWiz 소프트웨어(또는 온라인으로 사용)가 필요합니다.

SiliWiz를 사용하면 가상 장치에 레이어를 생성하고 Spice를 사용하여 결과를 볼 수 있습니다. 이 튜토리얼은 높은 수준을 대상으로 하며 14세 이상의 학생에게 권장됩니다(그러나 우리는 이 튜토리얼을 좋아했고 그보다 꽤 나이가 많았습니다). 좀 더 고급 자료도 같은 사이트에서 구할 수 있습니다.

SiliWiz는 사용하기 쉽습니다. n 또는 p 재료, 금속 또는 폴리실리콘으로 층을 구축합니다. 슬라이더를 사용하면 특정 지점의 단면을 표시할 수 있습니다. 금속 끝점에 레이블을 지정하고 시뮬레이션을 사용하여 결과를 플롯합니다. 예상대로 이 프로세스는 오픈 소스 Skywater 프로세스 설계 키트의 단순화된 버전을 모방합니다.

우리는 IC를 설계하고 오류 분석을 수행한 경험이 있으며 이는 정말 다른 세계입니다. 예를 들어, 확산 또는 폴리실리콘으로 만든 저항기는 일반적으로 정밀하게 만들기가 어렵습니다(이것이 값비싼 정밀 부품에 레이저로 다듬어진 저항기를 보는 이유입니다). 그러나 포토리소그래피는 매우 정밀하기 때문에 각 커패시터의 절대값을 예측하기 어렵더라도 두 커패시터의 비율은 매우 신뢰할 수 있는 값이 될 수 있습니다. 따라서 예를 들어 디지털-아날로그 변환기의 경우 PCB에서는 저항기를 사용할 수 있지만 IC에서는 값의 비율이 잘 알려진 커패시터를 사용할 가능성이 더 높습니다. 개별 커패시터가 있는 PCB에서 이러한 종류의 정밀도를 얻는 것은 어려울 것입니다.

칩을 설계하는 것은 쉽지 않으며 일반적으로 더 높은 수준에서 시작한 다음 아이디어를 실리콘으로 변환하려고 합니다. SiliWiz는 직접 구축 가능한 설계를 제공하지는 않지만 IC 설계 및 제조 프로세스를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

우리는 이전에 Skywater PDK를 다루었습니다. 이에 대해 더 자세히 알아볼 계획이라면 [Matt Venn의] Zero to ASIC 워크숍을 확인해 보시기 바랍니다.