@alec2009 - Cool3c那邊報導Google開放原始碼晶片製造計畫，免費提供整套130奈米製...

因為明天參議院要表決晶片法案，加上Skywater發表90奈米碳奈米管製程，號稱效能可以達到7奈米矽製程的50倍以上，中文媒體又來一波Skywater報導。有中文報導，就免不了一堆麻瓜發表蠢話。

下收。

如果在學校裡頭修過數位電路課，應該會知道，數位電路的所有運作都依靠時脈在驅動。理論上，同樣一組電路，要讓它運作速度加快50倍，最直覺的方法就是讓運行時脈加快50倍。

但是現實上，時脈加快，加快得比產品預設的時脈快時，俗稱超頻的場合，通常伴隨耗電增加跟發熱問題。超頻有一定限度，沒可能無止盡的超下去。在製程愈小的矽製程漏電愈嚴重的場合，超頻漏電問題通常也會變大。另外就是一般會配合降低電壓來抑制伴隨製程尺寸縮減而來的漏電問題。

但是換到以碳為材料的製程，無論是碳奈米管，或是石墨烯，材料本身的電氣特性都比矽晶圓要優秀。

Carbon Nanotubes To Boost Communications

碳奈米管電晶體經過這麼多年的發展，以100GHz的時脈運行電路，並不算很特別。

又如果是之前介紹過的，由NASA開發的130奈米奈米真空管矽製程，在實地示範過的例子中也可以催到470GHz。理論上縮小到10奈米製程時，要催上1 THz看來也可行。

所以啦，光是看時脈的話，無論是DARPA轉移給Skywater的碳奈米管製程，或是NASA開發的奈米真空管矽製程，做出來的處理器要跑得比傳統矽製程的晶片快50倍，基本上都不困難。這兩種技術的漏電及發熱也都抑制得比傳統矽製程要小很多。

碳奈米管電路抵抗高輻射的能耐到底如何，我是不清楚。Skywater標榜的耐高輻射環境製程，也不太像是純碳奈米管製程。

在往下探討Skywater這家公司獲利前景如何前，剛好前幾週我在紀伊國屋看到一本雜誌：

宇宙元年！新ビジネス起動中

那本雜誌介紹了日本各領域參與宇宙開發的機構跟公司。有家公司年產八十幾顆衛星，包括其他國家訂製的衛星，不見得都由日本發射。所以衛星製作嚴然成為一個可以出口賺錢的產業。

當然啦，單位面積內，製程的尺寸愈大，能塞的電晶體數目就愈少。如果晶片尺寸有固定的面積要求，即使把時脈提升了50倍，同樣的複雜運算用更少的電晶體來實作時，效能的提升倍數可能就不到50倍。

但是再不濟，這些先進製程都是跑得比傳統矽製程快。剩下的就是看設計上的採用成本與晶圓製造成本了。

當市面上看得到的傳統矽製程晶片的運行時脈都是個位數GHz時，人家新製程的東西用幾百個GHz跑，跟這些傳統製程的產品相比，新製程生產的晶片恐怕要設計得很肉腳，才會在效能面跑輸。

也當然啦，短期內，傳統矽製程還能繼續推進到1奈米尺度。N社Hopper就800億個電晶體了，用4奈米矽製程製作出來的晶片面積已經很龐大，不太可能放棄對晶片面積的要求去採用90奈米到130奈米間的碳製程，畢竟單位面積可以塞的電晶體數差了超過500～1000倍。

但是這些後起之秀也是會持續縮減製程尺寸，NASA都講了奈米真空管技術用現有工具應該可以無痛縮減到10奈米製程。Skywater方面則是利用碳奈米管優秀的熱傳導特性，乾脆把電路從平面疊成立體的，所以單位面積電晶體數的先天不足多少可以彌補過來；能補多少倍回來，就還不清楚。

Skywater能不能活到碳電路取代矽電路的時代？有米國國防部撐腰，照說應該很有可能吧？可是它短期內能不能賺錢，問號就有點大。

Learn how to make your own custom computer chips!

像這位Matt Venn，就有一連串線上課程，教人如何用Google PDK設計晶片，如何申請搭上wafer shuttle，跟其他只需要少量晶片的開源硬體開發者一起向Skywater下單製作晶片。

其他，靠著三套備援策略跟軟體支援，SpaceX的太空船雖然可以採用市面上買得到的便宜商用零件製作，不用像NASA的太空船電路都得用抗高輻射環境的零件，所以SpaceX發射太空船可以便宜很多倍，但是在抗輻射防護措施有所限制的衛星上頭，應該還是沒辦法用市面上買得到的便宜零件隨便兜一兜。即使是N社的Tegra處理器，也有特別針對宇宙環境製作的版本。

DARPA轉移給Skywater的技術的說明文件：
https://govtribe.com/...

我覺得應該還有麻瓜不認得DARPA是哪個單位，但是有在上網的人都一定會用到他們推出的東西：TCP/IP，網際網路最根本的通信協定。

明年就是IP的50週年，後年是TCP的50週年。