物理的な例からアナログICをリバースエンジニアリングすることは可能ですか？

最近、私はローランドがアナログシンセサイザー用に70年代後半/ 80年代前半に開発したカスタムICを調査しています。

彼らは1989年頃にこれらのコンポーネントの製造を中止し、利用可能なデータシートはなく、リリースも情報もありません。

IR3109は、4つのカスケードされたOTAと1つの指数関数コンバーターによって制御されるバッファーで構成されるDIP16フィルターチップです。大まかな内部図は、いくつかのシンセサービスマニュアルで提供されており、人々は非常に近い音のクローンを作成しています。

私が興味を持っているのは、DIP16「エンベロープジェネレータ」チップであるIR3R01です。キーボードでキーが押され、フィルターまたはアンプに適用されることに応答して、DC電圧出力を作成するために使用されます。

これらのICをどうにかして調べて、どのコンポーネントと値が内部にあるかを調べることができるかどうか疑問に思っていました。ダイを露出させて電子顕微鏡で評価するのでしょうか？可能であれば、それは非常に高価になると確信しています。

もちろん可能です。これらのサービスを提供する多くの企業があります。本当の問題は、自宅でこれを行うことができるかどうかです。

SEM（走査型電子顕微鏡）を必要とせずに逃げることができます。その設計は、可視光を使用して想像できる〜3uジオメトリで実行できます。

SiO2のHFのように、層をエッチングで除去するにはウェットベンチが必要ですが、Si3N4、SiON、およびアルミニウムも除去する必要があります。ビアのタングステンプラグを除去するために、ドライエッチング（真空チャンバ内のArプラズマ）が必要になる場合があります。

主な問題は、抵抗器とコンデンサの正確な値を測定することです（ある場合）。基板インプラントの境界の描写（ウェットベンチでのより厄介な化学物質による装飾）およびドーピングプロファイルの決定。ドーピングプロファイルはSIMSユニット（セカンダリイオン質量分析計）で簡単に取得できますが、FEOL（ラインのフロントエンド）のインプラントの構造の詳細の一部は微妙な場合があります。

ウェットエッチングによって損傷または厚さが減少する前に測定する必要がある微妙な層厚があります。

ダイの表面にはかなりのトポグラフィが存在するため（CMPは存在しませんでした）、焦点深度により写真撮影が複雑になる場合があります。

元のチップが持っていた正確なトランジスタ特性を簡単に取得できるとは考えにくいでしょう。処理だけでなく、トランジスタの物理特性とさまざまなインプラントの役割を理解する必要があります。

あなたは（あなたがた複数のチップを持っていた場合には肯定的な側面では、う必要があります）あなたは、トランジスタへのアクセスを解放し、直接測定するために、カーブトレーサの上に置くことができるようすることができるかもしれません。機能サイズは十分に大きく、アナログチップであるため、おそらくいくつかの大きなトランジスタが含まれています。しかし、その中には確実性はありません。

他の良いニュースは、古いSEMを低コストで購入できることです。わずか1万ドルで、粒子が粗いにもかかわらず、このチップには大きな機能があります。eqtを複製せずに逃げることができるように、イメージ化可能なSIMSユニット（変更されたSEM）がある場合は注意してください。

最後の段落は基本的に正しいです。チップをイメージしてから、直接コピーするか、リバースエンジニアリングしてより新しいバージョンを作成できます。最初のステップは、大学の研究室で正しい機器を使用して実行できる場合がありますが、複製は安価なプロセスではありません（数十万ドル）。

最新のICプロセスでは、「正確な」サウンド再生を実現することさえできません。

もう1つの方法は、アナログ動作をブラックボックスとして特徴付けてから、DSPでエミュレートすることです。人々がこのソリューションに満足することはまずありません。

特許文書には興味深いものがいくつかあります（Bob Moogの特許にはすばらしいものがあると思います）。

上記のように、チップを「デキャップ」してその構造を読み取る方法がありますが、アナログパーツの場合に正確に複製するには、かなりのリバースエンジニアリングや当て推量などが必要になる場合があります。

ボックスの中にあるものを気にせずに、その動作を限定して複製しようとするブラックボックスのアプローチをとることができます。これは、何にも隠れないこともあれば、うまくいかないこともありますし、大きな痛みを伴うこともあります。

応答を修飾し、そのモデルをDSP、マイクロコントローラーなどに噴出する方法/ソフトウェアもあります（確かです）。もちろん、純粋主義者はそれを好まないでしょう、そしてそれはちょっと不正です。

TBHの説明はかなり単純な関数のように聞こえるので、内部を無視して同じことを行う回路を開発する「ブラックボックス」アプローチが最も簡単なオプションかもしれません。