С момента публикации предыдущего поста с вскрытыми микросхемами прошло пол года — пора рассказать, что удалось увидеть нового. Для тех кто пропустил первые 3 серии — вот раз, два, три.

Toshiba TCD1201D — линейный монохромный CCD светочувствительный сенсор из 2048 элементов. Датчики такого типа применяются в факсах, считывателях штрих-кодов и даже на спутниках, фотографирующих землю. Сами светочувствительные элементы — в линии в центре кристалла. Накопленный за время облучения светом заряд постепенно «сдвигается» к краю кристалла двухфазным тактовым сигналом, где он усиливается — и далее уже может быть оцифрован, получится 1 строчка изображения.

Целый кристалл в половинном разрешении. В полном разрешении он бы уже не влез в JPEG (80к+ пикселей по ширине):

Миландр 1645РТ2У — радиационно-стойкая микросхема постоянной памяти на 32k*8 бит.

Уровень поликремния, видны сами блоки памяти:

Данные хранятся в элементе antifuse — за счет пробоя тонкого диэлектрика: Здесь зеленые прямоугольники — транзисторы доступа, а сама ячейка памяти — чуть выше/ниже их — в красном прямоугольнике видна овальная область с более тонким диэлектриком. Именно там и происходит пробой.

Invensense MPU6050 — 6-осевой гироскоп+акселерометр, широко используется в квадкоптерах и телефонах. Состоит из 2 кристаллов, приваренных лицом к лицу.

Первый кристалл:

Второй кристалл:

Под микромеханическими элементами — обычная цифровая логика:

Статическая память, технология производства порядка 250нм:

Microchip 24lcs52 — EEPROM на 2 килобита, используется как SPD-чип в модулях памяти:

Крупнее charge-pump: умножитель напряжения на переключаемых конденсаторах (т.к. для записи/стирания EEPROM нужно относительно высокое напряжение). Сдесь конденсаторые — зеленые прямоугольники, а «силовые» транзисторы — между ними.

Еще одна EEPROM на 2 килобита — ST 3402W:

Ti TS5A3159 — 1.65-5В 2:1 аналоговый переключатель с подогнанным сопротивлением каждого канала ~1Ω и гарантией разрыва перед переключением. Транзисторы для обеспечения сопротивления канала 1Ω — занимают бОльшую часть кристалла.
Размер кристалла — 1017×631 µm, технология 1µm.

TI LM393 — сдвоенный компаратор напряжения, одна из старых рабочих лошадок электроники.
Размер кристалла — 704×748 µm.

TI TL431 — шунт-регулятор напряжения, часто используемый в линейных источниках питания в сочетании с мощным внешним транзистором. Очень старая микросхема по старым техпроцессам — но до сих пор активно используемая в новых разработках. Конкретно эта микросхемы была выпаяна из видеокарты AMD 4870.
Размер кристалла — 1011×1013 µm.

О SiTime я уже упоминал в статье про высокотехнологичное производство в России. SiTime — одна из компаний, в которую инвестировала деньги Роснано. SiTime SiT8008 — MEMS генератор, который должен заменить кварц. Для обеспечения максимального Q-фактора механический резонатор запаян в вакууме _внутри_ кристалла.

Основной кристалл — бросается в глаза катушка индуктивности для PLL

После травления металлизации:

Крупным планом стандартные ячейки — снова технология уровня 250нм.

Phillips PCF8574 — 8-битный I2C расширитель портов, технология производства 3мкм (!!!). До сих пор производится и продается. Как видим, дело тут не в технологии производства.

SkyWorks AAT4292 — 7-битный расширитель ввода-вывода, с 1.1Ω 100мА ключами в верхнем плече.

После травления металлизации видно, что 7 MOSFET-ов на ток 100мА заняли практически всю площадь кристалла:

БК0010

Вкусное на последок: Vslav-ом по моим фотографием была восстановлена схема серии микросхем из компьютера БК0010 — результаты опубликованы тут. По результатом анализов — был даже обнаружен баг в реализации контроллера гибких дисков. Как и в случае с PS1 — это нужно, чтобы делать абсолютно точные эмуляторы.

Вся серия KR1801VP1* — это БМК, базовый матричный кристалл. В БМК все транзисторы / логические блоки уже готовые выходят с завода, остается лишь добавить слой металлизации, который их соединит нужным образом. Получается примерно как FPGA — только программирование раз и навсегда. Это позволяет с мЕньшими усилиями восстанавливать схему.

Кусочек БМК крупнее. Светлые линии — это металлизация, которой конфигурируется конкретная логическая схема. Подробнее про схему базовой ячейки можно почитать тут.

Будущее

Все больше людей интересуются восстановлением схемы из микросхем как хобби — что не может не радовать. Следующие кандидаты на восстановление схемы — КР1818ВГ93, популярный в exСССР контроллер гибких дисков (2 микросхемы уже с трепетом ожидают кислотную ванну) и наконец — собственно КР580ВМ80А (заинтересованные люди скапливаются тут).

Мне также интересно попробовать восстановить схему игры волк-заяц — в прошлую акцию сбора старого железа мне передали одну штуку, но качество вскрытия чипа оказалось неудовлетворительным. Не завалялось ли у кого еще одной игры на растерзание? Нужна именно волк-заяц, или аналогичная с микки-маусом (можно с разбитым экраном или другими повреждениями).

Надеюсь эта очередная экскурсия в микромир была интересна 🙂