El SkyWater 130nm PDK es un kit de diseño de procesos CMOS abierto que ha revolucionado el acceso a la fabricación de circuitos integrados. Gracias a la colaboración entre Google y SkyWater, los diseñadores ahora pueden explorar y fabricar sus propios chips sin necesidad de licencias costosas. En este artículo, te explicamos todo lo que necesitas saber sobre SkyWater PDK, desde su instalación hasta herramientas compatibles y mejores prácticas.
Al tratarse de un proyecto de código abierto, SkyWater PDK ofrece a la comunidad de diseñadores la posibilidad de experimentar y mejorar sus diseños con herramientas de software y hardware accesibles. Aunque todavía no está listo para producción en masa, este kit representa una oportunidad única para el desarrollo y la validación de nuevos diseños de circuitos integrados.
¿Qué es el SkyWater PDK?
SkyWater PDK es un kit de diseño de procesos (PDK, por sus siglas en inglés) basado en la tecnología de 130 nm de SkyWater Technology Foundry. Fue lanzado como un proyecto de código abierto con el objetivo de democratizar el acceso al diseño de circuitos integrados.
Si bien este PDK no está orientado actualmente a la producción en masa, es ideal para la validación de diseños y la creación de chips de prueba. Google y SkyWater continúan con las pruebas internas y la validación en silicio de los datos liberados.
Herramientas compatibles con SkyWater PDK
Uno de los aspectos más interesantes de SkyWater PDK es la compatibilidad con múltiples herramientas de diseño y simulación. Algunas de las más destacadas son:
- Magic: Un software de diseño de circuitos integrados que permite la creación de layouts, aunque su uso puede ser laborioso debido a su interfaz manual.
- OpenLane: Un flujo de diseño automatizado basado en herramientas de código abierto que facilita la colocación y el enrutamiento de celdas estándar.
- Qflow: Un conjunto de herramientas de diseño automático que permite la integración de SkyWater 130nm, aunque su compatibilidad es parcial.
- ngspice y Cadence Spectre: Dos simuladores ampliamente utilizados para la verificación de circuitos.
Si bien algunas herramientas como OpenLane facilitan el proceso de diseño, la integración con SkyWater PDK puede requerir trabajo adicional y ajustes personalizados.
Arquitectura y bloques del SkyWater PDK
El PDK de SkyWater incluye diferentes bloques de diseño que facilitan la creación de circuitos personalizados:
- Celdas de I/O: Una colección de celdas y primitivas que permiten construir anillos de entrada y salida.
- Buffers de entrada y salida: Con diferentes capacidades de consumo y modos de configuración.
- Generador de referencia: Utilizado para proporcionar voltajes de referencia a algunos bloques del PDK.
Retos y consideraciones en el uso del SkyWater PDK
Aunque SkyWater PDK es una herramienta poderosa, tiene ciertas limitaciones y desafíos a tener en cuenta:
- Curva de aprendizaje: Algunas herramientas requieren conocimientos avanzados en diseño de circuitos.
- Limitaciones en producción: Actualmente no está orientado a la fabricación masiva, sino a la validación y pruebas.
- Disponibilidad de documentación: A pesar de ser una iniciativa abierta, algunos aspectos técnicos pueden carecer de documentación detallada.
Sin embargo, la comunidad de código abierto ha implementado diversas mejoras y ha generado recursos adicionales para facilitar el uso del PDK. El SkyWater PDK se ha convertido en una referencia clave para la experimentación y desarrollo de nuevos diseños de circuitos integrados. A pesar de sus desafíos, ofrece una oportunidad única para que diseñadores e investigadores trabajen con herramientas avanzadas sin restricciones de propiedad intelectual.