千万别认为在家自制芯片完全不可能,因为国外天才少年 Sam Zeloof 便自行研发第二个自制芯片,命名为 Z2;有 1,200 个晶体管,技术与英特尔(Intel)1970 年代制作的 4004 CPU 相同。
外媒 Tom′s Hardware 报导,Zeloof 从高中就开始尝试自行研发芯片,并在家中学习制造芯片所有资讯和机器。2018 年 Zeloof 成功在家自行研发第一个芯片,名为 Z1,采用 5 微米(µm) PMOS 制程。
到了 2021 年,Zeloof 成功研发出第二个芯片,名为 Z2。相较 Z1,Z2 规格和效能皆高不少。Z2 是使用 10 微米的多晶硅闸极(Polysilicon gate)制程,是简单的 10×10 晶体管阵列,单枚芯片上最多摆放 1,200 个晶体管,Z1 只有 6 个晶体管。
报导说明,借由多晶硅闸极制程,Z2 不仅效率提高,功耗也有显著下降,芯片所需电压输入从 10 伏特减少至只有 1 伏特。另外 Z2 规格也与英特尔(Intel)1971 年研发的 4004 处理器相近,4004 具 2,200 个晶体管,两者制程相同。
当然相较芯片制造商,Zeloof 在家自制芯片的良率并不高,12 个 Z2 中只有一个完全正常,其余约只有 80% 功能,还需要调整和最佳化。不过报导也指出,Zeloof 不仅意味以前 1970 年代需要整间公司完成的事,如今只要一个人;同时只要掌握适量正确知识,在家也能自己做芯片,虽然不是最好的,但至少能与 1970 年代产品媲美。
I made a lot of improvements to the DIY fab process, this chip has a 10µm polysilicon gate which is the same technology as Intel’s first CPU! Device characteristics are very good [Vth=1.1V, leakage=59nA]. Lots of details on the blog pic.twitter.com/GvwefJ7Ht5
— Sam Zeloof (@szeloof) August 13, 2021
- DIY Silicon: Man Builds Integrated Circuit That’s Similar to Intel’s 4004 CPU
(首图来源:Sam Zeloof Twitter)