Công nghệ Hacker Fab

Tổng quan

• Mục tiêu: Biến việc tạo nguyên mẫu mạch tích hợp trở nên nhanh như in 3D và phát triển các phiên bản DIY của mọi công cụ chế tạo nano. Mục tiêu này được thực hiện thông qua phần cứng mã nguồn mở mang tính cộng tác.
• Tình hình hiện tại: Việc tạo nguyên mẫu mạch tích hợp hiện vẫn đang dựa trên các nhà máy và công cụ được tối ưu cho sản xuất quy mô lớn. Hiện còn thiếu một bộ máy móc có thể chế tạo nhanh các thiết bị bán dẫn với chi phí thấp.
• Tầm nhìn: Biến chế tạo nano thành một lĩnh vực không còn là thứ ma thuật phức tạp, mà là nơi có thể tạo ra đổi mới bằng cách hiểu các nguyên lý cơ bản của máy móc. Phần cứng chi phí thấp, tốc độ lặp nhanh là yếu tố quan trọng.

Hacker Fab

• Người tham gia: Ngay cả khi không có kinh nghiệm về chế tạo nano, bạn vẫn có thể đóng góp một cách ý nghĩa. Cần đọc các tài liệu bắt buộc trước.
• Giao tiếp: Toàn bộ việc liên lạc được thực hiện qua Discord.

Website

• Mục đích: Đây là nơi tập trung toàn bộ tài liệu, cung cấp đủ tài nguyên để biến một căn phòng trống thành không gian có thể chế tạo IC đơn giản chỉ trong vài tháng.
• Đóng góp: Bất kỳ ai cũng có thể gửi yêu cầu chỉnh sửa bằng tài khoản Gitbook miễn phí. Toàn bộ tài liệu nằm trên GitHub và được định dạng đẹp để xem trên Gitbook.

Fab Toolkit

• Thành phần: Cung cấp danh sách các công cụ cần thiết để chế tạo mọi thiết bị. Mỗi bản dựng bao gồm BOM, liên kết tới tệp thiết kế, liên kết mã nguồn và phần giải thích nguyên lý cơ bản của thiết kế máy (WIP).

Công cụ chế tạo

• Lithography Stepper V2: có thể chế tạo với giá $3,708
• Vacuum Spin Coater V1: có thể chế tạo với giá $200
• Thermal Evaporator V1: có thể chế tạo với giá $15,000
• Tube Furnace V1: có thể chế tạo với giá $200
• Plasma Etcher: có thể mua với giá $17,400

Công cụ kiểm chứng/đo lường

• Probe Station V1: có thể mua với giá $15,800
• DIY SMU: có thể mua với giá $800

Hóa chất

• Photoresist và developer
• Điện môi
• Chất dẫn điện
• Chất khắc
• Nguồn pha tạp

Bối cảnh và giấy phép

• Cảm hứng: Được truyền cảm hứng từ Sam Zeloof.
• Người sáng lập: Được khởi xướng bởi Elio Bourcart, Alexander Hakim và Sam Zeloof.
• Hacker Fab đầu tiên: Được mở tại Carnegie Mellon University.
• Vận hành: Được điều hành bởi các cộng tác viên độc lập.
• Giấy phép phần cứng: CERN-OHL-W
• Giấy phép phần mềm: MPL v2.0
• Giấy phép tài liệu: CC BY-SA 4.0

[GN⁺]

Ý kiến Hacker News

• Từng kỳ vọng sự trỗi dậy của in 3D sẽ tạo ra thú vui chế tạo IC cỡ lớn, nhưng rồi nhận ra độ phức tạp và mức độ nguy hiểm của việc chế tạo IC. Đây là lĩnh vực của các nhà khoa học vật liệu.

  • Chế tạo IC là một quy trình phức tạp, nhạy cảm với bụi và liên quan đến các hóa chất nguy hiểm.
  • Dù có những nỗ lực hướng tới chế tạo theo sở thích, đây vẫn là lĩnh vực do các nhà khoa học vật liệu dẫn dắt.

• Kỳ vọng vào khả năng tạo mẫu IC chi phí thấp. So với in 3D, PCB là đối tượng so sánh phù hợp hơn.

  • PCB có thể tự làm, nhưng nhờ sản xuất hàng loạt ở Trung Quốc nên giá rất rẻ.
  • Vấn đề chi phí của tạo mẫu IC nằm ở chi phí NRE để làm bộ mask.

• Giả định rằng giá trị chính nằm ở khả năng để cá nhân tự chế tạo chip. Điều này phục vụ cho việc tạo mẫu nhanh giống như in 3D.

  • Đặt câu hỏi về lợi thế của cách này khi so với FPGA.

• Với tư cách là một chuyên gia bán dẫn, cho rằng việc thu nhỏ các quy trình bán dẫn hiện có là không phù hợp. Cần những công cụ mới.

  • Cần thuốc thử không độc hại và các bộ công cụ dành cho nhà phát triển, đồng thời các bước này phải có thể được tách ra trong các phòng thí nghiệm địa phương.

• Chi phí phần cứng để xây dựng một hacker lab vào khoảng từ $50,000 trở lên. Hy vọng chi phí này sẽ giảm.

• Cần phát triển IC gia dụng chi phí thấp cho nông nghiệp. Cần khả năng tự sửa chữa và chỉnh sửa máy móc nông nghiệp số.

• Việc tạo ra các cấu trúc vi mô bằng máy móc ở quy mô con người là rất khó. Cảm thấy hứng thú với cách tiếp cận mới về tăng trưởng tinh thể định hướng bằng DNA.

• Dự án này rất thú vị, nhưng giao tiếp riêng tư qua Discord bị cho là không phù hợp với một dự án DIY mã nguồn mở.