Özel bir ASIC yaptırmanın maliyeti nedir?


157

Birkaç ASIC üreticisinin ağlarını taradım, ancak gerçek bir numara bulamadım. Maske oluşturma ile ilgili sabit bir maliyet olacağını ve daha sonra birim başına bir maliyet olacağını varsayalım.

Not: Aslında bir ASIC yapmak istemiyorum, sadece merak ediyorum.

Yanıtlar:


136

Bir süre önce ASIC'lere baktım ve işte bulduklarım:

"ASIC" kelimesinin herkesin farklı tanımları vardır. (Çok kabaca) üç kategori vardır: FPGA Dönüşümleri, "normal" ASIC ve "tam özel". Beklendiği gibi, bunlar artan fiyat ve artan performans sırasıyla.

Bunların ne olduğunu tarif etmeden önce, nasıl bir çipin yapıldığını anlatayım ... Bir çipin 4 ila 12+ "katmanı" herhangi bir yerinde vardır. Alttaki 3 veya 4 kat, transistörleri ve bazı temel ara bağlantı özelliklerini içerir. Üst katmanlar neredeyse tamamen bir şeyleri birbirine bağlamak için kullanılır. "Maskeler", bir PCB'nin foto gravüründe kullanılan asetatlara benzer, ancak IC katmanı başına bir maske vardır.

ASIC yapmaya gelince, maskelerin maliyeti BÜYÜK . Bir dizi maskenin (8 kat, 35 ila 50 nm) 1 Milyon ABD Doları kazanması hiç de nadir değildir! Bu nedenle, "ucuz" ASIC tedarikçilerinin çoğunun maskelerin maliyetlerini düşürmek için çok çaba harcadıklarını bilmek şaşırtıcı değildir.

FPGA Dönüşümleri: FPGA konusunda ASIC dönüşümlerinde uzmanlaşmış şirketler vardır. Yaptıkları, daha sonra özelleştirilebilecek bir şekilde standart veya sabit bir “taban” a sahip olmaktır. Temel olarak çiplerinin ilk 4 veya 5 katı tüm müşterileri için aynı. Yaygın FPGA'lara benzer bir mantık içerir. "Özelleştirilmiş" sürümünüz, yönlendirme için üzerine bazı ek katmanlar içerir. Temel olarak onların mantığını kullanıyorsunuz, ancak bunu sizin için uygun bir şekilde birleştiriyorsunuz. Bu yongaların performansı, başladığınız FPGA'dan belki% 30 daha hızlıdır. "Gün" de, buna "kapı denizi denizi" veya "kapı dizisi" yongası da denirdi.

Artıları: Düşük NRE (35.000 ABD doları en düşük seviyedir). Düşük minimum miktarlar (10k birim / yıl).

Eksileri: Talaş başına yüksek maliyetler - bir FPGA'nın maliyetinin% 50'si olabilir. Diğer çözümlere göre düşük performans.

"Normal" ASIC: Bu çözümde, işleri kapı seviyesine kadar tasarlıyorsunuz. VHDL / Verilog'unuzu alın ve derleyin. Bireysel kapılar için tasarım, yonga üreticisi tarafından onaylanan bir kapı ve cihaz kütüphanesinden alınmıştır (bu yüzden işlemleriyle çalıştığını bilirler). Tüm maskeler vb. İçin para ödersiniz.

Artıları: Bu nedir en dünyadaki fiş bulunmaktadır. Performans çok iyi olabilir. Çip başına maliyet düşük.

Eksileri: Bunun için NRE 0,5 milyon ABD doları başlar ve hızlı bir şekilde oradan yukarı gider. Tasarım doğrulaması çok önemlidir, çünkü basit bir parçalama çok paraya mal olur. NRE + Minimum sipariş miktarı genellikle 1 milyon ABD dolarıdır.

Tam Özel: Bu, transistör seviyesine (veya aşağısına kadar) tasarlama esnekliğine sahip olmanız dışında, Normal ASIC'e benzer. Analog tasarım, süper düşük güç, süper yüksek performans veya Normal ASIC'de yapılamayan herhangi bir şey yapmanız gerekirse, bu sizin için olan şey.

Artıları: Bu, düzgün bir şekilde yapmak için çok özel bir yetenekler kümesini gerektirir. Performans harika.

Eksileri: Normal con aynı aynı con, sadece daha çok. Bir şeyi batırma olasılığı çok daha yüksek.

Bu konuda nasıl devam edeceğiniz gerçekten ne kadar çalışmak istediğinize bağlı. Tasarım dosyalarını TSMC veya UMC gibi bir şirkete vermek kadar basit olabilir ve size çıplak gofretleri geri verirler. Sonra onları test etmeli, parçalara ayırmalı, paketlemeli, muhtemelen tekrar test etmeli ve sonunda etiketlemelisiniz. Elbette bu işin çoğunu sizin için yapacak başka şirketler de var, bu yüzden geri aldığınız tek şey bir PCB'ye yerleştirilmeye hazır test edilmiş çipler.

Bu noktaya ulaştıysanız ve hala bir ASIC gibi görünüyorsa, yapmak istediğiniz şey o zaman bir sonraki adım şirketler için Googling'i başlatmak ve onlarla konuşmak olacaktır. Bütün bu şirketler biraz farklıdır, bu yüzden onlarla konuşabileceğiniz kadarıyla konuşmanız mantıklıdır. Ayrıca bir sonraki adımın onlarla konuşmanın ötesinde ne olduğunu size söyleyebilmeliler.


7
Detaylı cevabınız için çok teşekkür ederim. FPGA dönüşümlerini inceleyeceğim. Tekrar teşekkürler, John

7
Bu cevabı okuduysanız, bir sonraki cevabı da mutlaka okuyun. Sen olabilir Eğer çok küçük bir miktar gerekiyorsa bir lot için $ daha ucuz 1000000 "normal ASIC" olsun.
Roman Starkov

2
FPGA dönüşümlerini tanımlamak için kullanılan "yapılandırılmış ASIC" terimini duydum.
kjgregory

101

IBM, ONsemi, STMicro, vb. Üçüncü parti işlemlere bakarsanız, ASIC yaptırmanın iki ana yolu vardır: Birincisi doğrudan dökümhane (üretici) ile çalışmak, ikincisi ise çalışmaktır. daha küçük siparişleri işleyen bir grup.

CÖst=Mbirsks+N-xWbirfersmaskelerin maliyetinizin baskın bir parçası olduğu yerler. Son 40nm işlem için maliyetlerin 2 milyon dolar civarında başladığını tahmin ediyorum.

Büyük hacimler aramıyorsanız veya bir tasarımın prototipini yapmak istiyorsanız, bir ya da iki gofret için bir dökümhaneden kaçacak ve sonra retikülde yer satacak şirketler var. İki büyük şirket var: MOSIS ve CMP . Sadece bir ya da iki gofret ve bir dizi maske almayı planlıyorlar, bu yüzden üretim maliyetleri temel olarak belirlendi. Onların fiyatların genelde mm olarak Tasarımınızın boyutuna dayanmaktadır 2 . Mosis oranlarını yayımlamak, ama 650 Euro / aa için 0.35 mikron teknolojisiyle CMP en ucuz oran değil 2 . Önemsiz olmayan bir tasarım, 40 yonga için muhtemelen 3000 $ veya daha fazlaya mal olacak. Özellik boyutu ne kadar ince olursa maskeleri o kadar pahalı hale getirir.

Dikkate alınması gereken bir diğer husus da, bir üniversite ortamından yapmadığınız sürece, IC'leri tasarlamak ve doğrulamak için gerekli tasarım yazılımının ucuz olmamasıdır.


1
@ W5VO, Çok iyi yazılmış. Işık getirdiğin için teşekkür ederim, yardım için bir cevap verdim, ama seninki açık ve detaylı!
Kortuk

2
Teşekkürler. Bu soruya kesin cevaplar vermek zor, çünkü özellikle çok sayıda turta NDA tarafından karşılanıyor. Neyse ki, CMP fiyatlarını açıklıyor.
W5VO

4
Cevap verdiğiniz için çok teşekkür ederim! :) Btw, MOSIS'in doldurabileceğiniz bir formu var ve size bir teklif tahmini gönderecek. Her biri 1 mm kare olan ON I2T100 ile 20 kalıp istedim (ne anlama geliyorsa, listedeki en kaba işlemdi, 0.7um). Fiyat teklifi 10000 dolardı.
avakar

2
ON C5N işlemini kontrol etmeyi deneyin. Fantezi özelliği olmayan düz bir CMOS işlemidir. 0.7 um işlemlerinin yüksek voltaj transistörleri var ve fiyatı artırabilecek olan BiCMOS gibi görünüyorlar. Ayrıca, ambalajı da eklemeyi unutmayın!
W5VO

1
IC'leri tasarlamak ve doğrulamak için kullanılan bazı tasarım yazılımları ücretsizdir. MAGIC, SPICE, IRsim, vb. Bkz. David.carybros.com/html/vlsi.html#design
davidcary

20

Her ne kadar bir çip oluşturmanın çok pahalı olduğu doğru olsa da, TSMC ve diğer fablar, birçok insanın ölümüne neden olan birçok cihazı kalıptan düşüren ve fiyatı önemli ölçüde düşüren "mekik hizmetleri" sağlıyor. Bir şirketin cihazlarından 1500 dolarlık birkaç örnek aldığını bile duydum, alternatifleri düşündüğünüzde oldukça düşük. Her şeyden önce, mantığın doğru olmasını vb. Sağlamak için bir FPGA üzerinde mümkün olduğunca uygulamak en iyisidir.

Buraya bir göz atın: http://www.tsmc.com/english/dedicatedFoundry/services/cyberShuttle.htm


7

Sadece şunu eklemek istedim:

http://cmp.imag.fr/products/ic/?p=prices <- CMP Mevcut fiyat listesinin mm ^ 2'si MEMSCAP ve TriQuint hariç 25 çıplak kalıp içindir.

Sadece 650 Euro / mm2 (3) için 0.35u (350nm) CMOS C35B4C3 asic ürünü alabilirsiniz, ancak nakliye fiyatları oldukça yüksektir (100 euro'ya kadar) ve paketlemelerini istiyorsanız fazladan ödemek zorundasınız. sen.

Ölçeğin diğer ucunda, eğer 3 mm ^ 2'den az kullanıyorsanız, 28nm CMOS CMOS28LP'yi sadece 15000 Euro / mm2 (1) karşılığında alabilirsiniz.


5

Şimdi, 2018'in sonuna gelindiğinde, bir şirket " Itsy-Chipsy " (yazılım araçları koleksiyonu artı fab hizmetleri varsayarak) üzerinde bir platform üzerinde çalışıyor ve yaklaşık 400 $ karşılığında 1400 kapıya sığabilecek iki prototip cips üretiyordu . Alanın büyüklüğü 4'e, 170x170'e düşürülürse, maliyet yaklaşık 100 $ olur .

100 $ 'lık fiyat MOSIS tarafından 2, ardından 4 ile 4'e bölünmüş 2x2 mm'lik bir çipin fiyatına dayanmaktadır. Yukarıdaki hackaday sayfasındaki yorumlar daha fazla bilgiye sahiptir, ancak henüz tüm detaylar henüz çözülmedi . Fabları ziyaret ettiler ve bu yıl kalabalık bir finansman kampanyası başlattıklarını iddia ettiler. Bunun anlamı şudur: 2x2mm boyutunda bir çip için MOSIS ile, 40 yonganın elde edilmesi 5000 $ tutarındadır.

Bununla ilgili güzel bir şey de, ngspice.sourceforge.net, opencircuitdesign.com qflow ve büyü ve clifford.at yosys adresindeki tüm açık kaynaklı araçları kullanması. Bu araçların liblerle nasıl kullanılabileceği ve ne işe yaradığı hakkında hiçbir fikriniz olmasa da. Bunun nasıl işe yarayacağını görmek ilginç olacak.


Baktığımızda pdf dosyasında Eylül-18 CMP MPW fiyat listesine : Bir .35um CMOS C35B4C3 süreci üzerine mm ^ 2 başına fiyat 650 euro ve ücret asgari alan 3.43mm ^ 2'dir. Bu 25 çıplak ölüme yaklaşık 2230 euro . Bu rakam bugün itibariyle daha gerçektir.


İmec 2016 tarihli nmi.org.uk adresindeki slayt güvertesi, .18um'daki bir MPW örneğinin, ilk gofrette minimum 25mm ^ 2 alanda 40 kalıp için 25.000 $ olduğunu gösteriyor . Her 40 ek ölüm 2000 dolara mal oldu.

Sunumda özel maske maliyetleri de gösteriliyor: Aynı örnek için, 14 gofretin ilk partisinin 14x2945 ölmeleri için 134,000 $ 'a mal olduğu görülüyor. Ve her 2945 ek gofretin fiyatı 1000 dolar. Ek kalıp başına maliyet 0.34 dolar. Bu 134.000 dolarlık rakam, 100.000 dolarlık rakamla diğer birkaç cevapla eşleşiyor.


Bitcoin.org'daki "asic geliştirme maliyeti> 1M neden> 1M'dir" başlıklı 2013 tarihli bir konu birkaç rakamı paylaştı: [1] uzun dalgalı bir alıcı, yılda 500 mühendis için 10 mühendis, iki mühendislik bandı 250 bin dolar, ve 10k cips + doğrulama ve doğrulama donanımı için 250.000 ABD doları. [2] avalon bitcoin madencilik yongası muhtemelen ön sipariş hacmine göre tahmin edilen toplam 400 bin dolara mal oldu. [3] Bitcoin madenciliği için diğer bazı yaygın rakamlar, 2013 itibariyle 130nm için ~ 150k USD, 110nm için 200-300k USD ve 65nm için ~ 500k USD'dir. Bu cipslerin muhtemelen daha düşük bir karmaşıklığa sahip olmasına rağmen.


başka bir SO da ayrıntıları ve zorlu maliyetleri anlatıyor: electronics.stackexchange.com/questions/50803/…
minghua

4

Özel ASIC'lerin kalbin zayıflığı olmadığını söyleyen ilk kişi olacağım. Katalog parçaları yeterince kötü. Referans olarak, bir 0.18um BiCmos işlemi için 2010 dolaylarında TSMC'de tek bir maske yaklaşık 25 bin dolardı.

Örnek olay: Bir müşteri için yarı özel sipariş düzenleyici çip üzerinde çalıştım. Şirketim bir Fortune 100 yarı iletken üreticisidir.

200 bin dolarlık NRE gibi bir ücret aldık, en az 2 milyon dolarlık nakliye beklentisi. Müşteri, cihazın azami maliyetini, başka bir çözüm kullanacakları belli bir fiyat noktasına ayarladı. Ayrıca, küçük bir süre sonra, cihaz bu müşteri için özel olmaz.

Bir smaç olacağını düşündük, sadece mevcut IP'yi kopyalayıp yapıştırın, ardından tasarımı uygun şekilde değiştirin. Ne yazık ki, fab, montaj, yeterlilik, test, karakterizasyon, tasarım ve uygulamada cihazın kullanılmasını gerektiren sorunlar vardı.

İkinci turda doğru bulduk, ancak müşterimiz daha önce özel bir ASIC yapmamıştı, harika özelliklere sahip değildi ve gerçekten nelere girdiklerini bilmiyordu. Temel olarak tüm sistem entegrasyonunu yaptık, çünkü hayatlarını kurtarmak için bir pcb inşa edemediler (ısı, paket seçimi, emi ....)


3

Bir seçim FPGA dönüşümü yapmaktır. Hem Altera hem de Xilinx buna sahiptir. Altera ile giderdim. Fiyatlar 100 ABD Doları cinsindendir.


3
Xilinx'in FPGA dönüşümü bir dönüşüm değil, aynı silikonu sadece sınırlı bir testten geçiriyor.
Martin Thompson

2

ASIC tasarımı için mantık simülasyonları yaparken, tek bir ASIC tasarımının minimum büyüklükteki bir partisinin fiyatı olarak 100.000 ABD Doları (ABD) duydum - ama bu yaklaşık 10 yıl önce ve muhtemelen sadece bir şirket içindi.


1

Buna baktın mı? http://www.europractice-ic.com/ Tam bir fiyat listesine sahipler: http://www.europractice-ic.com/prototyping_minisic.php

Ayrıca ek hizmetler sunarlar ve ihtiyaç üzerine yazılım lisansı sağlarlar.

edit: Ben pdf dosyasına olan linki kaldırdım ve linke tüm fiyatların olduğu sayfaya ekledim.


3
Soru, “bu hizmetleri sağlayan” yerine “ne kadara mal olacağını” olduğu için, temel fiyat ve bunun ne içereceğini açıklamayı dahil etmeyi öneririm. "Bir kişi, iki metal yarım mikron teknolojisi kullanarak önceden belirlenmiş 1 mm ^ 2 44 pimli ayak izi ile hazırlanmış XYZ formatında dosyalara sahipse, dört grup başına $ NN için PLCC-44 monte edilmiş prototipler alabilir." Böyle bir bilgi ekleyebilirseniz, bu yardımcı olacaktır.
supercat

1
Tamamen işe yaramaz çünkü: 1) Birim fiyatı farklı üreticiler tarafından farklı şekilde hesaplanır 2) Birim fiyatı seçilen teknolojiye göre değişir 3) Birim fiyatı, miktar, paketleme, ek hizmetler (test, yeterlilik vb.) İle değişir. .) Daha fazla veri olmadan bir fiyat tahmin etmek mümkün değil.
ingframin

1
pdf dosyasının bağlantısı şimdi bozuldu.
minghua

1
@ minghua düzeltildi!
Ocak'ta

0

FPGA kullanmayı düşündünüz mü? Bir FPGA ile, bir çip üzerindeki donanım bileşenlerini, kendi çipinizi oluşturma masrafı olmadan yeniden düzenleyebilirsiniz. Eğer bir üniversitedeyseniz, kendi küçük FAB'leri olabilir. Gittiğim üniversite yaptı. Eğer bir üniversitede FAB olan birisiyle konuşup, çipinizi yapmalarını sağlayıp sağlayamayacağınızı göremiyorlarsa, ücretler muhtemelen bir dökümhaneden daha düşük olacaktır.


3
evet dediğim gibi, bir ASIC almayı düşünmüyorum, sadece ne kadara mal olacağını merak ediyorum.
avakar
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.