Как устроено производство микросхем, и может ли сообщество свободного ПО наладить производство своих чипов?

может. На проклятом загнивающем западе в гараже клепают, но не массово. В РФ тоже кто то оборудование из института восстанавливал, электронный микроскоп и пр. … Но чем дело закончилось не знаю. Ютуб заблокировали.

а, блин, не читал. Да, можно заказать, но денег это будет стоить очень много))

Да, можно заказать, но денег это будет стоить очень много))

Так сколько именно? Конкретную цифру в конкретной валюте.

Китайцы как-то делают рассыпуху за копеки, вон недавно за 2 бакса чип на risc-v сделали https://www.cnx-software.com/2026/04/06/2-weact-ch32v006f8u6-mini-core-board-features-ch32v006-risc-v-mcu-supports-3-3v-or-5v-i-o-voltage/

Поэтому лучше к китайцем идти, они могут дешёво. Другой вопрос добавят они зонды в твои чертежи или нет? Я не специалист.

Современные процессоры порядка десятка миллионов долларов за один чертёж.

может ли теоретически

Теоретически могёт, но технологически – нет: долго, дорого и нет предпосылок © (wikipedia.org).

Сколько на это потребуется ума и денег?

Куча. «И того и другого, и можно без хлеба» © (maximonline.ru).

Если тебе надо спрашивать, то ты себе позволить не сможешь.

А причём тут я? Можно же всем миром собрать деньги. Думаю, сторонников свободного ПО не так мало.

Помимо денег тебе потребуются специалисты, которые могут это сделать. Чувак с ютуба убил несколько лет чтобы разработать технологию создания простого операционного усилителя. Технология создания однофотонных детекторов в виде тонкого сверхпроводящего провода разрабатывалась Сконтелом немного более 10 лет. Всё это время нужно обслуживать оборудование, кушать, тратить расходные материалы…

Можно же всем миром собрать деньги.

Даже китайцы, собрав деньги, повторить достижения ASML © (wikipedia.org) «не шмогли».

Не взлетит, к сожалению. Более того, собранное легко может испариться в неизвестном направлении ;)

Если есть достаточно денег, то можно практически всё.

Я думаю, сможет. Но это будет дорого и долго. И потребует дополнительных усилий. Я, скажем, обучался этому делу, но ни дня не работал по специальности, просто не где было. Ну, осталось в голове кое-чего. Но ведь этого мало.

Так никто не собирается повторять достижения ASML. Предполагается заказывать выпуск микросхем у сторонних производителей, которые в свою очередь имеют оборудование от ASML

Что такое «свой»? Вот wi-fi можно назвать своим, когда протокол не ты разрабатывал? А если производство самих кристаллов заказал на стороне можно ли это называть своим?

Вообще не проблема, но есть одно «но».

Набор масок даже для простого тараканчика – тысячи долларов. Для чего-нибудь вроде 8-битного MCU – десятки тысяч. Для современного процессора – миллионы.

Чтобы отбить это, нужны гигантские тиражи.

Но любители нашли решение. Так как стоимость масок при увеличении кристалла растет очень нелинейно медленно, то народ кооперируется. Чертят кристалл, на котором в разных углах четыре совершенно разные, никак не связанные друг с другом, схемы. Сдают это в тираж как единое издение, а потом каждый использует только свою часть кристалла.

Ну как минимум со свободной прошивкой (с возможностью загружать новые версии, если это технически осуществимо) и с полными спецификациями ввода-вывода.

Предполагается заказывать выпуск микросхем у сторонних производителей, которые в свою очередь имеют оборудование от ASML

Да кто ж тебе даст это сделать?! Если лет 15 назад такая сказочка ещё прокатывала, то теперь то уже всем понятно что тебя кмкритически важным технологиям на пушечный выстрел не подпустят!

Для этого придумали FPGA и ASICи…

Для этого придумали FPGA и ASICи

FPGA не годится для схем, имеющих аналоговую часть. Тот же WiFi на нем никак не сделать (если только производитель не развел трансивер как отдельный готовый блок на кристалле).

А ASIC – это и есть кастомная микросхема, сделанная самыми что ни на есть «стандартными» методами, хоть и под конкретную задачу.

Для аналоговой обработки сигналов придумали специальные PSoC. А ASIC ASICу рознь. Есть и транслированные с FPGA, грубо говоря.

Для аналоговой обработки сигналов придумали специальные PSoC

PSoC, покрывающий диапазон хотя бы в 2.45 GHz? И сколько такое чудо стоит?

А ASIC ASICу рознь. Есть и транслированные с FPGA, грубо говоря.

Так это никак не умаляет расходов на производство конечного кристалла.

Я скажу больше, вручную разведенные цифровые микросхемы сегодня – это разве что базовая логика и какие-то крайне специфические и дорогие решения. Весь ширпотреб сложнее десятка триггеров давно делается на том же Верилоге и потом «компилируется» в IP. То есть так же, как для FPGA, но без FPGA.

Цена зависит от сложности чипа, который ты хочешь.

Тебе никто не мешает взять FPGA за несколько сот $$, и реализовать на нём несколько RISC-V ядер со всей периферией, способной запустить линукс. Потом взять исходники и заказать чип у производителя. Так кстати некоторые и делают.

PSoC, покрывающий диапазон хотя бы в 2.45 GHz? И сколько такое чудо стоит?

Ответ на этот вопрос стоит €100.

Если всего лишь ответ на вопрос «сколько стоит» сам стоит сто евро, но он в контексте данного топика никому уже не интересен.

Предполагается заказывать выпуск микросхем у сторонних производителей,

««Байкал» утонул, «Эльбрус» замёрз» © (securitylab.ru).

Ты уверен что так делают? Это странно выглядит. Ведь выгоднее будет просто сделать маску, на которой сразу 4 экземпляра твоего изделия, ну и потом нарезать её на 4 части перед корпусировкой. Зачем нарезать кристаллы так что в чипе остаются три лишних модуля?

может ли теоретически сообщество свободного ПО выпустить свой процессор, свой GPU, свой Wi-Fi-модуль, заказав производство у соответствующих компаний?

1. вы лучше на чем-то одном остановитесь: проц, гпу или вайфай. 2. выпустить т.е. разработать. дипломная работа на проц возможна. на гпу нет, на вай фай не знаю. 3. «заказав производство». это 3я задача - сбор денег. 4. самое главное это то что вы не упомянули. кому это нафиг нужно? кому продавать собираетесь? бесплатно раздавать на улице?

пока и поскольку 4й пункт не решен. остановитесь на первом. определитесь.

Говорят у китайцев заказывают https://youtu.be/YfKTiiOtZwg?t=222

А правильный ответ скока?

В домашних условиях нереально, только совсем простые компоненты, не микросхемы. Вот этот канал как раз по теме: https://youtu.be/IS5ycm7VfXg?si=jYFOhu8AYG8Yf1-I

Вот это актуальнее https://www.youtube.com/watch?v=h6GWikWlAQA

Если большой процессор… Посмотри сколько выделили на Эльбрус — вот столько и надо. Может лучше получится, а может и хуже.

https://lwn.net/Articles/647636/

J2, реимплементация SuperH SH-2, насколько помню, выпускалась в виде ASIC на TSMC 180nm в виде экспериментальной партии. Сейчас источника найти не могу.

может ли теоретически сообщество свободного ПО выпустить свой процессор, свой GPU, свой Wi-Fi-модуль, заказав производство у соответствующих компаний?

Однозначно. Bunnie Huang вообще предлагает брать существующие дизайны чипов (не открытые) и добавлять к ним свои IP, чтобы у чипа было несколько назначений/сценариев использования и выпуск отдельных чипов был не настолько дорог.

Он нашел компанию, которая стремиться к открытым блокам в своих чипах, и попросил их добавить свои core в их будущий чип.

• https://www.bunniestudios.com/blog/2026/baochip-1x-a-mostly-open-22nm-soc-for-high-assurance-applications/
• https://www.crowdsupply.com/baochip/dabao
• https://media.ccc.de/v/39c3-xous-a-pure-rust-rethink-of-the-embedded-operating-system#t=1579

Много лет подряд проходит TinyTapeout, где любой желающий может добавить свою часть в один большой чип.

• https://tinytapeout.com/

Чтобы решить вопрос проприетарных (или вообще отсутствующих) драйверов и прошивок?

Обычно всё упирается в авторские права и условия распространения.

Ну так мы же не собираемся ничего импортозамещать. И единоросов среди организаторов не предвидится.

Добавляют.

Ведь выгоднее будет просто сделать маску, на которой сразу 4 экземпляра твоего изделия

Так ты сам вынужден оплатить всю маску. А как говорил я, – цена делится между несколькими страждущими. В чем и вся суть затеи.

Как устроено производство микросхем

Примерно так же, как производство печатных плат. Шлёшь файлики, платишь бабло, получаешь железо. Какое-нибудь chipfoundry можно глянуть.

Так вот, может ли теоретически сообщество свободного ПО выпустить свой процессор, свой GPU, свой Wi-Fi-модуль, заказав производство у соответствующих компаний?

Да, может, и первые RISC-V примерно так и делались. Проблема в том, что «подготовка» для производства микросхем стоит намного дороже «подготовки» для производства печатных плат. Ну и минимальная партия побольше. В итоге одна опенсурсная микруха оказывается весьма дорогой. Намного дешевле получается, например, просто взять FPGA и там всё что надо намутить - процессор там, опенсурсный, периферию и т.п.

В общем, пока просто невыгодно. Но вроде как истории успеха (в смысле заказали, получили, работает) были уже.

На самом деле есть эдакий промежуточный вариант - ASIC, когда микруха делается из готовых блоков которые уже есть на базовом кристалле и надо всего несколько масок и соответственно техпроцессов чтобы их соединить согласно опенсурсной, например, схеме. Оно, разумеется, всё равно дороже чем ПП, но всё-же заметно дешевле чем полноценная микруха с нуля.

Как-то так. Софт готов для опенсурсных микрух, хоть сейчас бери и дизайнь что хочешь, а вот производство по цене пока кусается.

В итоге, для DIY печатную плату уже давно заказать ваще не вопрос, копейки, а вот микруха обойдётся в тыщи денег. Нужно быть очень упоротым DIYщиком чтобы настолько заморочиться.

В принципе заказные микрухи и ASIC’и дешевеют потихоньку, и партии уже не космические требуют заказывать, так что вполне возможно, лет через 10 уже вполне можно будет заказать себе свою опенсурсную микруху. Не задёшево, конечно, как сейчас ПП, но уже за относительно доступную для DIY сумму.

У меня deja vu… Были ли попытки по созданию opensource умной бытовой техники?

Как устроено производство микросхем

За современные не скажу, но как это делалось в позднесоветские времена можно посмотреть в десятитомнике «Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники».

может ли теоретически сообщество свободного ПО выпустить свой процессор, свой GPU, свой Wi-Fi-модуль, заказав производство у соответствующих компаний?

За деньги — да(ц) Подробности надо пытать у Ю. Панчула, он давно задвигает на тему «проектирование собственных микросхем с использованием свободного ПО»

Добавляют.

Ну, тогда только свой аппарат покупать, можно даже в РФ заказать, обойдётся всего в 10М USD. Другой вопрос придут ли к тебе ребята из ФСБ и ненавзчево попросят добавить зонды? Я не специалист.

самое главное это то что вы не упомянули. кому это нафиг нужно?

Теневому сектору. Тебя бабками закидают, складывать некуда будет. Другой вопрос, что государство на это просто так смотреть не будет.

«Достаточно» – понятие очень скользкое и растяжимое. Потому что в конце, когда деньги потрачены, а результата нет, можно сказать: денег было недостаточно. В целом, вся фраза неверна, кмк.

Не придут.

Тогда мы нашли решение. Осталось собрать деньги на станок и найти помещение. Первый чип предлагаю делать для аппаратных криптокошельков. Можно даже в нишу рутокен залезть и выкинуть их. Я могу взять программную часть для эмуляции апи рутокена и криптопро. С помощью ИИ-ки реверснуть будет как два пальца об асфальт. ИП-ам пофиг будет, возьмут всё у нас, если всё совместимо и дешево выйдет. Ещё и опенсорц.

В смысле? Это фактически и есть замещение. Разработка примерно так и стоит, ну по моему видению и опыту. Или вы не собираетесь разрабатывать, собираетесь просто risk v склонировать?

😁

Смешно. Воистину, «у России нет союзников, есть только армия и флот.» 😎

Я когда-то давно носился с идеей производства электронных часов на этом вашем опенсорце. Вовремя остановился.

просто risk v склонировать

А что там клонировать? Это просто набор инструкций для компилятора, за которые не надо отчислять денюжку.

Часы уж точно такая себе бизнес схема. На них ты станок не окупишь. Тут только брать готовые чипы у китайцев для производства мелкой партии у тех же китайцев. А вот криптокошельки и прочие рутокены это всем надо. От ИП до корпорации. Вон даже гугл свой крипточип пилит от безысходности.

Я потому и обломался, что выход на точку безубыточности растягивался по времени.