咱们(IEEE)最近与Bunny Huang进行了风趣的沟通，他是硬件大师以及Chumby，NetTV和Novena Laptop等的创造者。他仍是Hacking the Xbox，The Essential Guide to Electronics in Shenzhen两篇文章的作者，在IEEE Spectrum中有两篇专题文章。
咱们感兴趣的是Huang的定见，一个小的资金适中的团队，比方大学宿舍的草创公司，是否能够出产一个定制的芯片，就像现在这样的团队轻松创立板级产品和软件相同。
软件企业能够从可用于构建商业产品的很多开源代码中获益。 (一项研讨发现，商业应用程序均匀包含35%的开源代码。)咱们想了解芯片规划人员是否也能享用开源构建模块的丰厚生态系统。
仍是芯片规划仍然是如此关闭，如此具有应战性，这实际上只适用于大型，老练的公司?
IEEE Spectrum：为什么一家小型创业公司想要首要出产自己的专用集成电路(ASIC)?莫非它做任何产品孵化的时分不能运用现场可编程门阵列(FPGA)?
Huang：FPGA一般会有很大的封装，耗费太多的电力。
关于制作比如助听器，可植入或可食用的医疗设备，由动物带着的GPS跟踪器，移动无线电设备，RFID设备，电子贺卡或其他单一用处的一次性电路来说，ASIC是必定必要的。
别的一个比如是WS2812芯片内部的驱动器IC-经过嵌入一个微型ASIC和LED，能够创立一个内置串行协议的单封装RGB LED，然后彻底改动了照明。
所以必定有一系列真实有用的改动职业的产品，这些产品是FPGA所无法触及的，主要是您或许称之为“廉价，低功耗的东西”。
您将怎么决议何时运用FPGA以及何时创立ASIC?那要看与ASIC比较，FPGA糟蹋了很多的硅，所以本钱底板(这在很大程度上取决于芯片所需的硅片表面积)一般比您期望的要高一个数量级。可是制作ASIC也不廉价。
我现在正处于这个圈套傍边：我企图构建下一代NeTV，这是一个根据FPGA的视频处理引擎。能够完结这种视频处理的ASIC本钱不到FPGA的一半，而且能够做得更好(由于他们能够处理4K视频，而我的FPGA解决方案最大到达1080p)。但现有的ASIC没有我需求的悉数功用。可是，由于其他一些约束，我底子无法为这个产品创立一个我自己的ASIC。
ASIC的另一个重要价值在于其相反的一面：真实的高端产品。让我用一个简略的轶事来解说。
前一段时间，我阅读了Google的TPU的文章，我想，“该死，我想要那个。”所以我开端研讨FPGA，看看怎么构建等效功用。
我发现可开端为Google的TPU作业的FPGA每个花费数千美元，而且他们需求超级贵重的软件许可证。一些大公司(如微软)能够与FPGA制作商协作，或许微软收到了适当高的扣头。所以它能够创立一些运用FPGA的风趣硬件来与Google的TPU竞赛。可是用这种功用强大的FPGA，至少关于大多数人或公司来说，单芯片便是17,000美元。
Spectrum：从零开端创立ASIC最少花费是多少?假定芯片十分简略。我幻想一小部分本钱或许是软件来规划它的，不是吗?而且你有必要知道哪些规划规矩能够满意。这些信息是否揭露可用?
黄：我从前对此做过一点研讨。有一些开源东西或许能够让你完成。 “SCMOS”规划规矩是最可行的。我以为这些是Open-V企图运用的规划规矩。
至于规划软件，您能够运用根据Magic的开源东西链(Xcircuit，IRSIM，NetGen，Qrouter和Qflow)。或许，假如您负担得起，您能够运用像Cadence那样的商业产品。
我用过Magic和Cadence的规划流程。我个人更喜爱运用Magic的芯片布局编辑器，可是Cadence的软件更多地是用来规划这么多芯片的。而且Cadence用来模仿寄生电阻和电容效应的东西是经过很好的查看的。
这并不是说你需求运用Cadence之类的东西。我以为你能够用Magic来制作一些容差很大的集成电路 – 你或许会在LED驱动器中发现一些集成电路，乃至像助听器那样的东西。对射频规划来说，这或许是一个应战，由于模仿寄生效应的开源东西或许无法担任。但有一种办法能够改善模型，使您能够在两到三个芯片运转中开宣布成功的规划。
与ASIC比较，FPGA会糟蹋很多硅，所以本钱底限往往比您期望的要高一个数量级。
总而言之，在180纳米左右以下的技能节点，你能够抛弃运用开源东西。比这还要小的，就需求用掩模成像和运用不仅仅是简略多边形的形状来做一些真实风趣的作业。而来自不同厂商的规划套件也越来越关闭。
依照今日的规范，180nm十分“大”。可是假如你真的想在一个硅芯片上放置一些特别的电路组合，你能够这样做。这或许会发生一些新颖的产品，在离散规划是不或许的产品。但请注意，晶圆级芯片尺度封装(WL-CSP)答应印刷电路板集成或许与您定制ASIC所能到达的作用适当挨近。
定制ASIC需求多少本钱?预算掩模和芯片制作的本钱是困难的，由于价格清单是保密的。可是我传闻的音讯标明，一个简略的ASIC(比方说一个尺度为几平方毫米，运用250-nm技能节点制作的ASIC)或许花费数千美元来购买几十个样品。
这个价格很招引人，我从前动过制作一个完全能够查看的8位或16位CPU的主意。这或许会招引那些真实意识到安全意识的人，他们想要保证他们运用的微处理器中没有什么风趣的东西。
Spectrum：好的，咱们假定一家小型创业公司运用免费的规划东西，并找到满足的资金做至少几个芯片出产运转。规划人员能否像软件开发人员常常做的那样，像构建模块相同进行开源电路规划?
Huang：现在，在register-transfer level(RTL)中有一个十分合理的自在敞开电路模块库，这是数字芯片规划中常用的。这包含RISC-V微处理器，也包含像lm32，mor1kx等规划。
还有适当数量的“wishbone-compatible”规划，包含以太网桥和UART等。 OpenCores项目现已是一个十分合理的模块列表，其间有些模块乃至现已被归入到了ASICs中(但大部分都是针对FPGA的)。
至于混合信号和模仿信号，敞开式规划适当缺少。关于Open-V的激动人心的部分是他们乐意敞开和同享模仿和混合信号模块。尽管这些规划不能应用于更先进的制作技能节点，但至少在“SCMOS”范围内，存在一些机会使规划能够变成作业芯片。
不过，惋惜的是或许要很长一段时间，直到呈现一套很好的现已在ASIC中测验过了的模仿和混合信号规划模块。还有一些或许永久无法经过敞开式规划取得的东西，包含SRAM，DRAM，FLASH和电可编程熔丝等存储器块。这是由于这些东西需求工艺常识来履行 – 知道制作芯片的代工厂或许永久不会发布。
总而言之：一个小型玩家当然能够规划自己的ASIC，而且只需求一些独创性和几千美元就能够制作出它。 但它无法创造出杂乱的规划或运用最先进的技能节点。
