Гикпорн 4 — продолжаем вскрывать микросхемы: БК0010, MEMS гироскоп и немного Роснано

    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 (34.8x0.8мм) 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. Механические элементы при движении микросхемы — также сдвигаются относительно друг друга, и этот сдвиг можно оценить по изменению емкости.





    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). Здесь конденсаторы — зеленые прямоугольники, а «силовые» транзисторы — между ними.



    Еще одна EEPROM на 2 килобита — ST 34C02:



    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 — 1017x631 µm, технология 1µm.



    TI LM393 — сдвоенный компаратор напряжения, одна из старых рабочих лошадок электроники.
    Размер кристалла — 704x748 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 микросхема была выпаяна из видеокарты AMD 4870.
    Размер кристалла — 1011x1013 µm.



    Ken Shirriff уже сделал полную аннотацию электрической схемы, более полный пост он опубликует в ближайшие дни-недели, а пока рисунок. Схему можно увидеть тут.



    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 с бОльшей надежностью и сравнимой ценой. 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.



    NXP/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 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 КР1801ВП1* — 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.

    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.

    Update: Добавлена аннотация схемы TL431
    Zeptobars 37,69
    Компания
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама
    Комментарии 20
    • +11
      Прям по заголовку уже понятно, чья статья! Радостно, что есть такие люди как вы. Спасибо. Ни за что не бросайте это дело.
      • +4
        Вспомнил как в детстве обожал вскрывать микросхемы. Держал корпус над газом пока тот не обугливался, и извлекал блистящий кристалл который потом приклеивал на листочек. Он переливался а я рефлексировал над ним с увеличительным стеклом.
        Спасибо за ностальгию!
        • +33
          Спасибо, попаял…
          • +4
            Я наконец-то узнал, что скрывается внутри акселерометра.
            А игра у меня есть, с разбитым экраном, но она во Владивостоке, в коробках в гараже. Упс,
            • +3
              не упс, а UPS вам в помощь… хотя наверно дорого будет…
            • +2
              Требую RFID!:)
            • +2
              Вот без аннотации смотрится как гик-порно: красивые картинки, но понятно очень мало :)
              С аннотацией куда интереснее.
              • +5
                Акселерометр — жемчужина поста.
                • +2
                  Каждый раз смотрю на ваши фотки и каждый раз восхищаюсь — как человечество додумалось до такого!
                  • +2
                    Прислать магнетометр?
                    • +2
                      А есть ли у вас фотки как сгорают микросхемы? Было бы поучительно видеть последствия повышенного напряжения на IO когда вышибает защитный диод и порт отмирает и в тротивововес что просиходит от статики… ну или специально сгенерированного разряда =)
                      • +1
                        Да, это может быть интересно на видео, но там видно будет только брутальные повреждения…
                        Статику увидеть без электронного микроскопа не выйдет, да и с ним затруднительно…
                        • 0
                          На видео? То есть вскрыть чип не повредив соединения с выводами? Потом его еще подключить и аккуратно спалить — нетривиально)

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое