Hacker Fab teknolojisi
(docs.hackerfab.org)- Pahalı nanofabrikasyon ekipmanlarına erişim eşiğini düşürmek için Hacker Fab, DIY nanofabrikasyon araçları ve kopyalanabilir bir açık kaynak fab kurmayı amaçlayan bir projedir
- Mart 2026 itibarıyla 7 Hacker Fab kurulmuş durumda; temel fab araçları ile bunları kullanarak geliştirilen cihaz ve süreçler belgelenerek yaygınlaşma için bir temel oluşturuldu
- Tam bir fab kurmadan da katkı verilebilir; önceden nanofabrikasyon deneyimi olmasa bile Discord ve Gitbook/GitHub üzerinden belgelere, düzeltmelere ve proje çalışmalarına katılmak mümkündür
- Dokümantasyon sitesi, boş bir odayı birkaç ay içinde basit IC üretim alanına dönüştürmek için gereken kaynakları toplar ve en güncel ilerlemenin Discord üzerinden takip edilmesini önerir
- Lisans yapısı donanım için CERN-OHL-W, yazılım için MPL v2.0, belgeler için CC BY-SA 4.0 birleşiminden oluşur; katkının kaynağına göre ek NOTICE dosyaları eklenebilir
Hacker Fab'in hedefleri ve mevcut durumu
- Hacker Fab, tüm nanofabrikasyon araçlarının DIY sürümlerini üretip bunları işbirliğine açık açık kaynak donanım olarak yayımlamayı hedefleyen bir projedir
- Nanofabrikasyon laboratuvarlarında maliyet ve erişim engelleri yüksektir; bu yüzden STEM öğrencileri seçkin kurumlarda olsalar bile ekipmanları yeterince kullanamayabilir
- Çipler dünyayı çalıştırıyorsa, çip üreten araçlara erişimin de daha geniş olması gerektiği düşüncesinden yola çıkıyor
- Gereken şey; ucuz, açık kaynaklı, kolayca kopyalanabilir nanofabrikasyon araçları ve bunları gerçekten kurup kullanan dünya çapında laboratuvarlardır
- Mart 2026 itibarıyla ilerleme durumu:
- 7 Hacker Fab kuruldu
- Başka Hacker Fab'ler de yapım aşamasında
- Birden fazla temel açık kaynak fab aracı üretildi, belgelendi ve kopyalandı
- Bu araçlarla geliştirilen cihazlar ve süreçler de belgelendi
- Proje, dağınık bir katkıcı topluluğu tarafından yürütülüyor ve büyüyebilmesi için daha fazla katılıma ihtiyaç duyuyor
Katkı biçimi ve dokümantasyonun yürütülmesi
- İletişim Discord üzerinden yürütülüyor
- Tam bir fab kurmadan da katkı sağlanabilir ve önceden nanofabrikasyon deneyimi olmasa bile anlamlı işler üstlenilebilir
- Gitbook'a çalışma ekleme akışı:
- “contribute” düğmesine basın
- Yeni projeler için yeni bir sayfa oluşturun; mevcut çalışmalar için mevcut sayfaları düzenleyin veya tamamlayın
- Google Docs gibi çalışma belgelerini sıkıştırılmış
.htmldosyası olarak indirirseniz, yeni bir Gitbook sayfasına doğrudan aktarabilir ve içeriğin çoğunu ile biçimlendirmeyi koruyabilirsiniz - Bir merge request gönderin ve Jay Kunselman ile Alexander Hakim'i reviewer olarak seçin
- Onay mesajı veya düzeltme talebi mesajı alın
- Dokümantasyon sitesi, paylaşılan belgelerin merkezidir ve boş bir odayı birkaç ay içinde basit IC üretim alanına dönüştürmeye yetecek kaynakları sağlamayı amaçlar
- Birçok sayfa hâlâ hazırlık aşamasındadır ve bireysel katkıcıların ilerleme notları Google Drive veya Notion gibi yerlerde bulunabilir
- Her sayfanın üst kısmında ilgili notların bağlantıları görülebilir
- Bu notlar mümkün olan en kısa sürede Gitbook'a taşınır
- Ücretsiz Gitbook hesabıyla değişiklik talepleri gönderilebilir; tüm materyaller GitHub'da bulunur ve Gitbook üzerinde okunaklı biçimde formatlanır
- GitHub üzerinden doğrudan katkı da mümkündür
Fab toolkit için üretim araçları ve maliyetler
- Desenleme, biriktirme ve işleme araçları:
- Lithography Stepper V2: kurulum maliyeti $3,015, SOP mevcut, Carnegie Mellon
- Vacuum Spin Coater V1: kurulum maliyeti $200, SOP mevcut, Carnegie Mellon
- RF Sputtering Chamber: chamber + magnetron kurulum maliyeti $1,000, power supply kurulum maliyeti $1,000, dual gas supply components satın alma maliyeti $5,000, pumping system + gauge satın alma maliyeti $11,400, Carnegie Mellon
- Thermal Evaporator V1: çalışma sürüyor, kurulum maliyeti $15,000, SOP mevcut, Carnegie Mellon
- Tube Furnace V1: çalışma sürüyor, kurulum maliyeti $200, SOP mevcut, Projects in Flight
- Plasma Etcher: satın alma maliyeti $17,400, SOP mevcut, Plasma Etch PE-25
- Hot Plate: satın alma maliyeti $125
- 3-Axis Piezo Nanopositioner: kurulum maliyeti $500
- Electroless Plating: kurulum maliyeti $500
- Doğrulama ve ölçüm araçları:
- Probe Station V1: satın alma maliyeti $15,800, SOP mevcut
- DIY SMU: satın alma maliyeti $800, SOP mevcut
- Optical Spectrometer
- Kimyasal malzeme kategorileri:
- Photoresists + Developers
- Dielectrics
- Conductors
- Etchants
- Dopant Sources
Başlangıç arka planı ve lisans yapısı
- Hacker Fab, Sam Zeloof'tan ilham aldı
- Proje, Carnegie Mellon University'de Elio Bourcart, Alexander Hakim ve Sam Zeloof tarafından başlatıldı; CMU ECE bölümünün desteği ilk büyümeyi hızlandırdı
- İlk Hacker Fab @ CMU şu anda Matthew Moneck, Tathagata Srimani ve Jay Kunselman tarafından yönetiliyor
- Temel lisans yığını:
- Donanım: CERN-OHL-W
- HDL dosyaları CERN-OHL-W ile yayımlandıktan sonra biri bu dosyaları FPGA üzerinde kullanıp bitstream dağıtsa bile, geri kalan HDL tasarımının tamamını CERN-OHL-W ile yayımlaması gerekmez
- Yazılım: MPL v2.0
- MPL'nin dosya düzeyindeki copyleft yapısı, kod değişikliklerinin paylaşılmasını teşvik ederken diğer açık kaynak veya kapalı lisanslı kodlarla en az kısıtla birleştirilebilmesi için tasarlanmıştır
- Belgeler: CC BY-SA 4.0
- Atıf verildiği sürece her türlü ortam ve biçimde dağıtım, remix, uyarlama ve üzerine inşa etme mümkündür; ticari kullanım da serbesttir
- Remixlenen, uyarlanan veya üzerine inşa edilen materyaller aynı koşullarla lisanslanmalıdır
- Donanım: CERN-OHL-W
1 yorum
Hacker News yorumları
3D baskı yükselişe geçtiğinde, hobicilerin geniş çizgi aralıklı IC üretimine doğru ilerleyebileceğini ummuştum.
Garajda 4nm süreç yapılmasa da ~10µm civarının mümkün olacağını düşünüyordum; ama IC üretimi hakkında daha fazla okuyunca bunun bile silik bir hayal gibi göründüğünü fark ettim.
Lazerin kanallar açtığı, baskı kafasının da kablolamayı ve doping işlemini hassas biçimde yerleştirdiği zarif bir modern teknoloji hayal etmiştim; gerçek ise çok daha dağınık.
Her aşamada tehlikeli ve toksik kimyasallar kullanılıyor; yanlış yerdeki tek bir toz tanesi bile reaktif tepkimeleri zincirleme biçimde bozabiliyor ya da fiziksel kusur yaratabiliyor.
Burada hobi amaçlı üretim için çalışmalar yapılması sevindirici; ancak Magic’in temiz çizgileri ile parıldayan silikon wafer’lar arasında, elektrik mühendisleri ya da yazılım mühendisleri değil malzeme bilimcilerin hâkim olduğu devasa bir uçurum var.
Ben VLSI dersini almadan bir yıl önce üniversitemiz üretim ekipmanlarının tamamını başka bir üniversiteye satmıştı; o dersin aslında uygulamalı laboratuvarı vardı.
IC üretiminin “kara büyü” gibi adlandırılmasına karşı çıkmak isterim. Mühendislikte sihir yoktur; diğer mühendislik alanlarında olduğu gibi eğitim, deneyim ve uzmanlık gerektiren bir tekniktir.
Ancak fiziksel dünyayla uğraştığı için maliyetleri ve riskleri yazılıma göre daha doğrudandır.
IC üretiminde fiilen hobi seviyesi diye bir aşamanın olmaması insanları yanıltabiliyor. Oyuncak düzeyini aşınca yalnızca ekipman, hammaddeler ve temiz oda değil, birden fazla kişi ve destek personeli de gerekiyor.
Üniversite laboratuvarımızın kapanmasının nedeni de lisansüstü öğrencilerin, doktora öğrencilerinin ve profesörlerin ayrılması; ayrıca araştırma kurumlarının fiilen kullanabileceği wafer tedarikinin giderek zorlaşmasıydı.
Hatırladığım kadarıyla yalnızca sondan bir önceki proje tape-out ve üretim aşamasına kadar gidebildi; zaman kısıtları nedeniyle verim berbattı.
Yarı iletken üretiminin en karmaşık kısmı, büyük örneklem sayısına dayalı istatistiksel süreç kontrolü ile en uygun tepkinin belirlenmesidir.
Bu yüzden hâlihazırda bir üretim hattınız yoksa modern bir üretim hattını sıfırdan başlatmak bile zor olabilir.
Pozlama ekipmanının işe yarar “hiperparametrelerini” bulmak, LLM eğitiminin bir öğretici gibi görünmesine neden olacak kadar zordur.
Bütün bunları bootstrap etmek, onlarca yıl boyunca insanların doğrudan müdahale ettiği ve çok dikkatli biçimde otomasyona devrettiği bir süreç gerektirdi.
Çünkü hızlı prototipleme ihtiyacını karşılıyor.
Günümüzde insanlar PCB’leri kendileri neredeyse hiç aşındırmıyor; çünkü çok hızlı ve ucuz hale geldi.
6 sentlik tek bir şey yapmak için 10 bin doların üzerinde harcama motivasyonu eksik olduğundan, DIY IC üretim hareketinin yeterince ortaya çıkması zordu.
Katmanları düşük sıcaklıkta ve sıvı kimyayla biriktiren organik yarı iletken TFT’ler de var.
Daha derindeki sorun, mevcut bileşenlerle ya da FPGA’lerle çözülemeyen özel çip gerektiren durumların çok az olması; fab erişimi ucuzlasa bile ilginç sonuçlar çıkaracak uzmanlığa sahip çok az kişinin bulunması.
Yine de tiny tapeout’a bir göz atmaya değer.
Elektron demeti litografisinden kimse bahsetmemiş gibi görünüyor; oysa hobiciler bunu zaten denedi[1].
Elektron demeti litografisi 1970’lerden beri kullanılıyor ve yavaş olduğu için tek bir CPU yapmak bir gün sürebilir.
Bu yüzden seri üretim süreci olarak kullanılmaz, ama prototip süreci olarak iyi çalışır.
Elektron demeti sistemi temelde daha güçlü bir taramalı elektron mikroskobudur. Vakum odası, CRT içindekine benzer elektron demeti odaklama ve yönlendirme düzenekleri, kontrol ekipmanı vardır ve doğal olarak bilgisayarla kontrol edilir.
Yazılım tarama doğrusal olmayanlıklarını düzeltebilir; düşük güçte tarama yaparak yazdığı şeyi inceleyebilmesi de bir avantajdır.
Yine de kaplama ve aşındırma gerekir; yani tamamen kuru bir süreç değildir, demet yalnızca fotorezisti pozlar.
Ekipman boyutu bir masa kadardır; CMU’daki ekipman örneği [2]’de var. Pek çok üniversitede bu tür ekipman bulunur.
[1] https://hackaday.com/2024/08/06/creating-1%c2%b5m-features-t...
[2] https://nanofab.ece.cmu.edu/facilities-equipment/fei-sirion....
Basit üretim teknolojisine erişimin demokratikleştirilmesi fikrine katılıyorum; ancak hobicilerin buna atlaması konusunda epey endişem var.
Bariz risk olarak HF’den kaçınmak mümkün değil; bu çok tehlikelidir ve öldürücü olabilir.
Yine de insanların riski azaltan akıllıca tercihler yapabileceğini ve sonuçta herkesin kendi risk toleransını belirleyebileceğini düşündüğüm için en büyük endişem bu değil.
Daha çok endişelendiğim şey, reaktif iyon aşındırmada kullanılan SF6. Kg başına küresel ısınma potansiyeli CO2’nin 24.000 katından fazla.
Plazma odasında tamamı parçalanırsa ya da endüstriyel fab’lardaki gibi egzoz scrubber’ı varsa sorun olmaz; ancak hobiciler değişmeden kalan SF6’nın epey fazlasını akıtıp purge edeceklerdir.
Bu ekolojik açıdan felakete yakın bir şey; bazı işleri evde yapmamak daha iyidir.
Böyle bir şeyin rüya gibi birincil değerinin, bireylerin doğrudan çip üretebilmesi olduğunu varsayıyorum
3D baskı gibi, prototipleri hızla yinelemek için kullanılır; tasarım ortaya çıkınca da üretimi geleneksel yöntemle büyük üreticilerden birine verirsiniz demek bu
Bu varsayım doğruysa, bunun FPGA’dan daha iyi yanı ne?
Yine de doğrudan çip üretim düzeneği kurmak başlı başına harika
Ben DNA sentezi için bir çip yapmaya çalışıyorum; gerçek dünyayla fiziksel temas kurması ve elektrotlara sahip olması gerekiyor
Devreden gelen elektrik yerel pH değişimlerine yol açıyor; bu da biyolojik tepkimeleri hassas biçimde denetlemek için kullanılabiliyor
FPGA böyle analog işleri yapamaz
Kişisel ilginin önemli bir kısmını yok sayan bir varsayım gibi
“PCB sipariş et yeter” demeye benziyor. 1.000 PCB üretmenin marjinal maliyeti artık yeterince ucuz, ama ya yalnızca 5 ya da 1 tane yaparken?
Herkes hobisini bir iş yatırımı olarak görmüyor. Projeler de satılabilir bir ürün düşünülerek yapılmıyor
Pek çok kişi sadece bir fikri denemek, eğlenmek, kendi ihtiyacını çözmek ve onu var etmek istiyor; satmak istemiyor
Bana göre ev tipi fab’ın temel değeri, herhangi bir ihtiyaç doğduğunda belirli bir iş için tek bir çip ya da çok az sayıda çip yapabilmeyi sağlaması
10µm çipten ticari fab’a geçmek hiç gerçekçi değil
Çok ilginç görünüyor; IC geliştirmede de düşük maliyetli prototiplemenin gelmesini umuyorum
Ama 3D baskıyla karşılaştırmak doğru değil; çok daha yakın örnek PCB
PCB’leri kendiniz de yapabilirsiniz, ama Çin’deki seri üretim ve panel/birleştirilmiş sipariş sağlayıcıları ortaya çıkınca o kadar ucuzladı ki buna gerek bile kalmadı
Düşük maliyetli IC prototiplemede de daha fazlasının yapılabileceğini düşünüyorum
Sabit altyapı, yani fab kurmak, mutlaka sorun olmayabilir. Çünkü düşük maliyetli çipleri büyük hacimde üretebilen kapasite zaten var; bu yüzden fazladan bir wafer maliyet sınırlayıcı etken olmayabilir
PCB’deki birleştirilmiş siparişlere benzeyen multi-project wafer da var, ama anladığım kadarıyla şu anki sert maliyet sınırı maske seti yapmanın NRE maliyeti ve prototip üretimde bu yeterli adet üzerine yayılamıyor
Bu yüzden ucuz maskelerin ya da daha az maske gerektiren yöntemlerin gelişmesini istediğim alan burası
Profesyonel düzey PCB tasarım yazılımları yılda birkaç bin dolara alınabiliyor; açık kaynak KiCad de epey kullanılabilir durumda
Buna karşılık profesyonel düzey IC tasarım yazılımları yılda yüz binlerce dolar ve açık kaynak rakip araçlar kıyaslandığında neredeyse kullanılamayacak kadar zor
Yine de beklentim aynı: IC tasarımının demokratikleşmesi biraz bile gerçekleşse donanım geliştirmeye büyük katkı sağlar
DIY’ın dönüş süresi yenilmez, ama bugüne kadar gördüğüm tüm süreçlerde hoşuma gitmeyen bir yan vardı
Fiber lazer bir istisna olabilir; o tarafı pek bilmiyorum
Böyle bir Hacker Lab kurmak için yalnızca donanım ekipmanının bile 50 bin doların biraz üzerine çıktığı anlaşılıyor
Maliyetin yakında daha da düşmesini umuyorum
Bu girişimin başarılı olmasını isterim, ama hangi tuzakların olduğunu pek bilmiyorum
Küçük üretim adetleri bile 50 bin doları aşar gibi geliyor, ama kıyaslayacak bir ölçütüm yok
Bir yarı iletken uzmanı gözüyle bakınca, mevcut yarı iletken süreçlerini küçültmeye çalışma yaklaşımı doğru değil
Çünkü fazla karmaşıklar
Zehirli fotorezist ve geliştiriciler, ölümcül plazma gazları gibi şeyleri kullanmamak için reaktif basitliğine göre optimize edilmiş yeni araçlar gerekiyor
Ya da bu tür adımlar gerekiyorsa yerel laboratuvardan ayrıştırılabilmeli
Örneğin oksit ya da metal kaplı silikon wafer’lar bugün de doğrudan satın alınabiliyor
Yalnızca metal katmanı bekleyen bir NAND kapıları denizi bırakıp, bağlantıları FIB ve yalıtımla halletmek mümkün olabilir
DIY ASIC gerçeğe dönüşmeden çok önce büyük fab’lar daha ucuz ve kolay shuttle service sunacak
Başarılı olmasını isterim, ama insan ölçeğinde makinelerle mikro/nano ölçekli yapılar üretmek, hobicilerden çok daha iyi finanse edilen kişiler için bile her zaman zor oldu
Son zamanlarda DNA yönelimli kristal büyümesini öğrendim; büyük varlıkların küçük şeyler, örneğin entegre devreler üretmesi için daha yönetilebilir bir yaklaşım olabileceği fikri ilgimi çekti
Bir garajda bunun nasıl yapılabileceğini bilmiyorum, ama hassas kontrol gerektiren adımları makineye değil kimyasal maddelerin içine programlamak avantajlı gibi geliyor
Litografi olmadan böyle nanoaygıtlar üretmenin bir yoluna gerçekten ihtiyacımız var
DNA gibi şeyler kullanarak yüzeye bilgi aktarırsanız, küçüldükçe ve geniş ölçekte yayıldıkça çok daha kolay, etkili ve sağlam görünüyor
Hangi teknoloji olursa olsun, metroloji baskın sorun alanı haline gelir. Çünkü sonunda “tekrarlanabilir hassasiyeti nereden elde ediyorsunuz?” sorusuna cevap vermek gerekir
234nm altı çizgi genişliği üretebilen düşük kapasiteli laboratuvar süreçleri de var, ama cleanroom’u makinenin bir parçası olarak görmek gerekir
Atmosferi ve gaz kütle debisi kontrolünü nasıl sürdüreceğinizi çözmek yıllar alabilir
Topluluğun tasarladığı donanımı, asıl hobicilere atıf yapmadan satmak epey yüzsüzce
Paylaşılanlar arasında yeni ya da özgün görünen hiçbir şey yok
Düşük maliyetli ev tipi IC geliştirme tarım için kesinlikle gerekli
Bugünün ve geleceğin tarım makinelerini düşünürsek, bunlar dijitalleşmiş durumda; tarım makinelerine kendilerini onarma ve modifiye etme yeteneği sağlanmalı
2 doların altında ESP32’den daha güçlü bir çip yapmanız mümkün olmaz; peki kendi IC’nizi yapmak nasıl yardımcı olacak?
Ya da bir servis merkezine gidip 300–500 dolar ödemeden aracın azami hızını değiştirebilmeyi sağlamalı
Çiftçiye bunu bile tanımazken neden düşük maliyetli ev tipi IC geliştirmeden söz edildiğini anlamıyorum
Ne yazık ki bu doğru yönde atılmış bir adım, ama hedefe daha çok var
Çiftçinin ahırda hobi amaçlı bir IC fab’i kuracak fazladan 50 bin doları yok
Buradaki sorun çip yapmak değil
Çok ilginç bir proje, ama “tüm iletişimi Discord üzerinden yapıyoruz” kısmı takılıyor aklıma
Duvarlarla çevrili bir bahçe ve içeriği aramak zor; açık kaynak benzeri bir DIY girişimi gibi görünen bir şey için neden bunu kullandıklarını anlamıyorum