Можно ли реконструировать аналоговую ИС на физическом примере?

В последнее время я изучал нестандартные интегральные схемы, разработанные Роландом в конце 70-х - начале 80-х годов для их аналоговых синтезаторов.

Они прекратили производство этих компонентов примерно в 1989 году, нет доступных технических данных, и они не будут выпускать или не имеют информации о них.

IR3109 - это чип фильтра DIP16, состоящий из четырех каскадных OTA и буферов, управляемых одним экспоненциальным преобразователем. Грубая внутренняя диаграмма представлена ​​в некоторых руководствах по обслуживанию синтезатора, и люди создали клоны, которые звучат довольно близко.

Меня интересует IR3R01, чип DIP16 «генератор огибающей». Используется для создания постоянного напряжения в ответ на нажатие клавиш на клавиатуре и применение к фильтру или усилителю.

Мне было интересно, можно ли как-то изучить эти микросхемы и выяснить, какие компоненты и значения находятся внутри. Может быть, разоблачить матрицу и оценить ее под электронным микроскопом? Я уверен, что если это возможно, это будет очень дорого.

Конечно, это возможно. Есть много компаний, которые предоставляют эти услуги. Реальный вопрос заключается в том, можете ли вы сделать это дома.

Вы можете уйти, не нуждаясь в сканирующей электронной микроскопии (SEM), эта конструкция может быть выполнена в геометрии ~ 3u, которую можно было бы представить с использованием видимого света.

Вам понадобится влажный стол для травления слоев, например HF для SiO2, но вам также придется удалить Si3N4, SiON и алюминий. Возможно, вам понадобится сухое травление (Ar-плазма в вакуумной камере) для удаления вольфрамовых пробок в переходных отверстиях.

Ваши главные проблемы будут измерять точные значения резисторов и конденсаторов (если они есть). Определение границ субстратных имплантатов (украшение более грязными химикатами на мокрой скамье) и определение допинговых профилей. Профили легирования легко получить в SIMS-устройстве (вторичный ионный масс-спектрометр), но некоторые структурные детали имплантатов в FEOL (передний конец линии) могут быть тонкими.

Там будут тонкие толщины слоя, которые необходимо измерить, прежде чем они будут повреждены или уменьшены в толщине мокрым травлением.

Будет существенная топография поверхности матрицы (тогда CMP не существовало), поэтому глубина резкости может усложнить съемку.

Маловероятно, что вы сможете точно получить характеристики транзистора, которые были у оригинального чипа. Вам действительно нужно понимать не только обработку, но и физику транзисторов и роль различных имплантатов.

С положительной стороны, если у вас несколько фишек (которые вы бы нужны) , вы можете быть в состоянии освободить доступ к транзистору и быть в состоянии поставить его на характериограф для непосредственного измерения. Размер функции достаточно велик, и, будучи аналоговым чипом, он, вероятно, будет иметь несколько больших транзисторов. Но в этом нет уверенности.

Другая хорошая новость заключается в том, что вы можете купить старые СЭМ по низкой цене. Всего несколько тысяч долларов, и хотя этот чип зернистый, он обладает большими возможностями. Имейте в виду, если у вас есть модуль SIMS, который также может отображать (это модифицированный SEM), чтобы вы могли уйти, не дублируя eqt.

Ваш последний абзац в основном правильный: вы можете создать образ чипа, а затем либо скопировать его напрямую, либо перепроектировать его для создания более современной версии. Первый шаг может быть осуществлен университетской лабораторией с правильным оборудованием, но воспроизведение не будет дешевым процессом (сотни тысяч долларов).

Получение «точного» воспроизведения звука может быть даже невозможным с современными процессами IC.

Другая альтернатива - охарактеризовать его аналоговое поведение как черный ящик, а затем эмулировать его с помощью DSP. Люди вряд ли будут довольны этим решением.

В патентных документах есть несколько интересных вещей (я полагаю, что в его патентах есть что-то замечательное, написанное Бобом Мугом), так что вам может повезти.

Как упомянуто выше, есть способы «снять» чип и прочитать его структуру, хотя вам, возможно, придется сделать немало реверс-инжиниринга, догадок и т. Д., Чтобы точно воспроизвести вещь, когда она является аналоговой частью.

Вы можете использовать черный ящик, не заботясь о том, что находится внутри коробки, но оценивая его поведение и пытаясь воспроизвести его. Это может быть или не быть скрытием ничего, это может работать отлично, это может быть огромной болью, или вы можете придумать что-то еще лучше случайно по пути.

Есть также (я уверен) способы / программное обеспечение для оценки ответа и последующего использования этой модели в виде DSP, микроконтроллера или чего-то подобного. Конечно, пуристам это не понравится, и это своего рода обман.

Твое описание звучит так, как будто это довольно простая функция, поэтому подход «черного ящика» - игнорировать внутренности и просто разработать схему, которая делает то же самое, может быть самым простым вариантом.