¿El mercado moderno tiene chips IC que se pueden modificar completamente mediante ingeniería inversa con un microscopio óptico?

Creo que los chips de la serie 4000 permanecen en el nivel de micrones de fabricación ($3\:\mu$puerta metálica y no autoalineable) tecnología. Como porcentaje de FAB operativos, hay menos de ellos que siguen funcionando a este nivel de fabricación. Pero existen. (Me gusta pensar en ello como un tipo de proceso "de segunda mano", en el que los FAB más antiguos que aún funcionan perfectamente y tienen un soporte más económico ahora, se pasan a aquellos que pueden hacer un buen uso de ellos). Algunos de estos FAB terminan haciendo cosas como diodos detectores (que por supuesto deben ser 'grandes'). Algunos por otras razones.

Muchos circuitos integrados destinados a su uso en satélites en el espacio también deben tener características de gran tamaño para tolerar eventos de radiación. Incluso algunos microcontroladores (semi) de alta gama, por ejemplo, todavía se fabrican con características de gran tamaño para esos fines. (Lo sé porque trabajé en ellos, hace algún tiempo, como parte de la escritura de sistemas operativos que son tolerantes a tales eventos de errores leves).

Recomiendo ponerse en contacto con algunas de las principales empresas y simplemente pedirles algunas buenas ideas, aquí. Creo que encontraría la respuesta acogedora y positiva. Esa ha sido mi experiencia en el pasado. Si explica sus objetivos, que me parecen bastante razonables, estoy seguro de que encontrará rápidamente a alguien que lo ayude a pensar en la mejor manera de desarrollar el plan de estudios para ello y sugerir algunas buenas alternativas a considerar.

(Además, si los involucrara, no tendría ninguna preocupación de que alguien más tarde lo llamara y le preguntara por qué está exponiendo sus dispositivos "propietarios" en un salón de clases).

Entonces, para comenzar, debe tomar algunos dispositivos de la serie 4000 y simplemente "hacerlo". Mira lo que encuentras. Si eso satisface tu necesidad, eres oro. (Creo que lo harán, ya que hay una gran variedad de dispositivos allí).

En segundo lugar, si desea exponer un microcontrolador con fines de demostración en el aula (y no como una tarea difícil, que probablemente sería), busque microcontroladores que todavía se utilizan para uso satelital en el espacio. Estos son los llamados "endurecidos por radiación", ¡pero parte de ese endurecimiento se debe al tamaño de la característica que usan! Así que búscalo, si es de tu interés.

En tercer lugar, póngase en contacto con algunas empresas y pida algunas ideas y ayuda. Creo que lo entenderás.

¿Es posible comprar algo similar hoy?

Sí, si se restringe a chips simples como amplificadores operacionales, temporizadores, lógica estándar.

Cualquier cosa más avanzada y que ya podría ser el microcontrolador más simple y económico, entonces no, en su mayoría utilizan procesos con un tamaño de característica tan pequeño que probablemente necesitaría un microscopio electrónico. Además, no hay mucho que aprender si no sabes lo que estás viendo.

Además, obtener una fotografía de troquel utilizable requiere mucho esfuerzo, tiempo que sus alumnos pueden emplear de mejores maneras.

Concéntrate en lo digital: bueno, los chips digitales también son los que tienen los troqueles más aburridos . Me refiero a los que tienen puertas de 100 k o más. ¿Ya ha mirado ZeptoBars y también Electron Update ? Si no, hazlo y juzga por ti mismo. Las partes más interesantes son las partes analógicas. Sé que yo mismo diseño tales estructuras ;-)

En chips antiguos, simples, "vintage", el digital fue diseñado a mano, esos son interesantes. En los chips modernos todo está sintetizado y, por lo tanto, aburrido.

Podría considerar el venerable chip temporizador LM555. Puede encontrar esquemas detallados de los componentes internos, fotos de troqueles de alta resolución y explicaciones lúcidas del diseñador original.

Por supuesto, si desea que los estudiantes lo descubran por sí mismos, tener las fotos de los dados, etc. disponibles gratuitamente en Internet puede ser una desventaja.

Hay un poco de analógico y un poco de digital allí: un flip-flop SR y dos comparadores con un divisor de 3 resistencias en la fuente de alimentación. En total, solo un par de docenas de transistores.

Sí, aún puede comprar diseños "antiguos", y hay pocas posibilidades de que eso cambie pronto.

Para conocer la muy popular serie 74xx de circuitos integrados, consulte https://project5474.org/ , que es un proyecto para descapsular todos estos chips "clásicos", que todavía se están integrando en miles de millones de dispositivos hasta el día de hoy, y documentar el troquel. tiros

Creo que esto te permitiría elegir un circuito integrado interesante antes de hacer tu primera decap.

Es posible que desee comparar visualmente diferentes tipos de circuitos integrados cualitativamente: los circuitos integrados simples y puramente analógicos como el NE555 y el (personalmente, probablemente más fácil de explicar si le gustan los mezcladores de frecuencia) SA612 simplemente se ven muy diferentes.

Una idea para evitar que decenas de alumnos jueguen con productos químicos peligrosos:

Mira los LED que integran un controlador digital. Estoy pensando en las cosas de neopixel. Vienen en paquete transparente, ¡porque la luz tiene que salir por algún lado! Es posible que pueda pulir la superficie del polímero que cubre el troquel para que quede plana.

También me gustaría animarle a seguir los consejos de jonk y preguntar a los fabricantes. Es posible que incluso le proporcionen troqueles cortados sin el paquete que los rodea; después de todo, esa es una forma que ofrecen comercialmente para muchos de sus dispositivos de "gama baja y alto volumen" para empresas que unen directamente los troqueles a la PCB y solo recubrirlos con una gota de epoxi. Si eso no funciona: estoy seguro de que alguien en aliexpress felizmente le venderá un par de cientos de troqueles de "postal de reproducción de música".

Además, muchos circuitos integrados están disponibles en lfcsp, paquetes a escala de chip sin plomo, en los que solo tendría que quitar una capa delgada de laca en lugar de un paquete completo de un milímetro de espesor.