🔬 Second IC: Homemade Silicon Chips โดย Sam Zeloof บทความนี้เล่าเรื่องการสร้างชิปทรานซิสเตอร์กว่า 1,000 ตัวด้วยกระบวนการ DIY โดย Sam Zeloof ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญของการทำ Integrated Circuit (IC) แบบโฮมเมด Sam Zeloof นักทดลองด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่เริ่มทำชิปตั้งแต่สมัยมัธยม ได้เผยแพร่ผลงานใหม่ชื่อ Z2 ซึ่งเป็นชิปที่มีทรานซิสเตอร์กว่า 1,200 ตัว ผลิตขึ้นด้วยกระบวนการ DIY ในโรงงานเล็กๆ ที่บ้าน โดยใช้เทคนิค polysilicon gate process ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเดียวกับที่ Intel ใช้ในโปรเซสเซอร์รุ่นแรกๆ อย่าง Intel 4004 ก่อนหน้านี้ Sam เคยสร้าง Z1 amplifier ที่มีเพียง 6 ทรานซิสเตอร์เพื่อทดสอบกระบวนการ แต่ครั้งนี้เขาสามารถเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ได้มหาศาล ทำให้เข้าใกล้การสร้างวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่นหน่วยความจำหรือวงจรดิจิทัลเต็มรูปแบบ สิ่งที่โดดเด่นคือการเปลี่ยนจาก metal gate ไปเป็น polysilicon gate ทำให้ชิปใหม่มี threshold voltage (Vth) ต่ำลง และสามารถทำงานร่วมกับแรงดันมาตรฐาน 2.5V–3.3V ได้ ต่างจากรุ่นก่อนที่ต้องใช้แบตเตอรี่แรงดันสูงถึง 9V เพื่อให้ทำงานได้ นอกจากนี้ยังพบว่า leakage current ต่ำมาก ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ดีเกินคาดสำหรับการผลิตแบบโฮมเมด Sam ใช้เครื่องมือพื้นฐาน เช่น microscope, hotplate, tube furnace และ photoresist รวมถึงการซื้อเวเฟอร์ที่มีการเคลือบชั้น polysilicon และ SiO₂ มาแล้วจากโรงงาน เพื่อลดขั้นตอนที่อันตรายและซับซ้อน เขายังใช้ซอฟต์แวร์ง่ายๆ อย่าง Photoshop ในการออกแบบ layout ของชิป แม้ผลลัพธ์ยังมีข้อจำกัด เช่น yield ต่ำและความผิดพลาดในการจัดเรียงเลเยอร์ แต่การที่สามารถสร้างชิปที่มีทรานซิสเตอร์มากกว่า 1,000 ตัวได้ด้วยอุปกรณ์พื้นฐาน ถือเป็นการพิสูจน์ว่า DIY IC fabrication สามารถก้าวไปไกลกว่าการทดลองเล็กๆ และอาจเปิดทางให้ผู้สนใจทั่วโลกได้ลองทำสิ่งที่เคยเป็นไปไม่ได้มาก่อน 📌 สรุปประเด็นสำคัญ ✅ Z2 Chip ➡️ มีทรานซิสเตอร์กว่า 1,200 ตัว ผลิตด้วยกระบวนการ DIY ✅ Polysilicon Gate Process ➡️ ทำให้ threshold voltage ต่ำลงและรองรับแรงดันมาตรฐาน 2.5–3.3V ✅ คุณสมบัติเด่น ➡️ leakage current ต่ำมาก, rise/fall time < 10 ns ✅ เครื่องมือที่ใช้ ➡️ อุปกรณ์พื้นฐาน เช่น microscope, hotplate, tube furnace และ photoresist ‼️ ข้อจำกัดของกระบวนการ DIY ⛔ yield ต่ำ, alignment ของเลเยอร์ไม่สมบูรณ์ และยังไม่รองรับ CMOS เต็มรูปแบบ https://sam.zeloof.xyz/second-ic/