Гараж своими руками дешево
Содержание
- Основа экономии для строительства
- Дешевый гараж из дерева
- Дешевый гараж из шлакоблока
- Дешевый гараж из профнастила
- Подведем итоги
Каждому автомобилю, нужен гараж, как и человеку собственный дом. Он служит защитой как от погодных условий, так и от грабителей. Кроме того, гараж может быть мастерской или подсобным помещением, в котором выполняются разные работы и хранятся инструменты с запчастями. Но, ввиду экономического кризиса, не все могут позволить себе сделать капитальный гараж. Просто- напросто у большинства нет денег на такую постройку.
Вот почему люди ищут варианты, чтобы построить гараж своими руками, сделав это дешево и быстро. А вот как это сделать и реально ли? Ответ на этот вопрос вы узнаете из статьи. Есть некоторые возможности, которые помогут вам осуществить все в жизнь.
Основа экономии для строительства
Что поможет вам сэкономить деньги на строительстве конструкции? Во-первых, тот факт, что вы будете выполнять все работы своими руками.
Во-вторых, ни для кого не секрет, что материалы для строительства играют основную роль в себестоимости. Скажем, постройка из кирпича обойдется вам очень дорого. Мало того что материал стоит денег, так еще и быстро построить свой гараж не удастся. То же можно сказать и о железобетонной конструкции. А как построить гараж дешево? Для этого вам понадобятся такие материалы:
- Древесина. Материал, который издавна используется в строительстве. Он экологически чистый, экономичный, легко поддается обработке и имеет отличные теплоизоляционные качества. Гараж получится надежным и долговечным, если дерево обработать. Есть много построек древности из дерева, которые сохранились до наших пор.
- Шлакоблоки. Идеальный вариант, чтобы построить гараж своими руками. Он имеет невысокую стоимость, надежен, долговечен и прочен. Для строительства полноценного дома его выбирать не стоит, а вот для гаража в самый раз.
- Профнастил. Универсальный материал, которым не только кроют крышу, фасады и сооружают заборы, но и собирают гараж.
Он выглядит довольно удачно и возвести его не составит проблем. Работы быстрая и несложная.
Обратите внимание! Поликарбонат. Довольно популярный вариант, если ваш постройка будет находиться около дома. Он будет выполнять защитную функцию от погодных условий. Однако защитить от воров не получится. Все же, постройка выполняется мгновенно и дешево.
Теперь вы знаете, из какого материала можно дешево соорудить «дом» для автомобиля. Давайте подробней рассмотрим сами материалы и технологию строительства.
Дешевый гараж из дерева
Дерево – уникальный продукт, который мы получили от природы. В нашей стране дерево доступно и цена его невысокая. Внешне гараж будет довольно привлекательным, а построить его не составит особого труда. Все же, в работе нужно учитывать некоторые моменты. У вас есть два варианта постройки:
- по каркасной технологии;
- из оцилиндрованного бревна.
Дешевле использовать каркасную технологию, а для надежности лучше выбрать строительство из оцилиндрованного бревна. Какой именно выбрать – решать вам.
Обратите внимание! Дерево боится влаги, хорошо горит и гниет со временем. Для того чтобы гараж простоял дольше, все материалы следует обработать средствами против этих явлений.
Какова технология постройки? Все по стандарту. Основной момент – четкие чертежи и план. Выбирается тип конструкции, его местоположение и точные размеры. После чего подготавливается участок, все расчищается, выравнивается и утрамбовывается. Согласно типу почвы, залеганию грунтовых вод, точке промерзания грунта и веса гаража, выбирается тип фундамента и выполняется его устройство. Чаще всего используют ленточный фундамент, армированный арматурой. Когда все готово, начинается сборка гаража. Как именно это происходит, вы можете узнать из этого подробного видео:
Дешевый гараж из шлакоблока
Не менее популярный в строительстве гаражей материал. Примечательно, что шлакоблок может быть нескольких видов:
- Доменной шлак, имеющий отличные характеристики и долговечность.
- Ракушечник.
- Кирпичный бой.
Чтобы улучшить характеристики материала, изготовители добавляют в состав перлит, полистирол и перечень других материалов. Можно сказать, что шлакоблок – практически идеальный вариант. Это касается как и быстроты возведения постройки, так и его стоимости. При всем этом, постройка будет долговечной и надежной. Если отметить недостатки, то выделяем один – гигроскопичность шлакоблоков. Также как и древесина, он впитывает влагу, которая его разрушает. Если речь идет о сухой почве, то для шлакоблока это не проблема. Если соблюдать технологию постройки, то дешевый гараж простоит около 50 лет. Если же в вашей местности высоко грунтовые воды, предпочтительней использование более стойкого материала.
Совет! То же дерево вы можете защитить лаком, антисептиками и другими средствами от влаги, гниения и насекомых. Со шлакоблоком этого не сделаешь!
Что сказать о технологии строительства? Вот процессы вкратце:
- Создание плана и чертежей: конструкция, размеры, конфигурация, планировка, тип фундамента.
- Подготовка участка под строительство: очистка, выравнивание и утрамбовка.
- Устройство ленточного фундамента: разметка, копка траншеи, устройство песчаной подушки, армирование и опалубка, конечная заливка бетонным раствором.
- Гидроизоляция фундамента рубероидом.
- Возведение стен посредством шлакоблоков. Кладка такая же, как с использованием кирпича. Но за счет величины блоков, работы проходят значительно быстрее. Предпочитают выполнять кладку в половину или один камень. Не запрещено делать в два или полтора.
- Стяжка пола гаража.
- Устройство кровли.
- Установка ворот и внутренняя отделка.
Обратите внимание! Шлакоблок отличается не только составом, но и конфигурацией. Существуют полнотелые и пустотелые изделия. Первые применяют при устройстве фундамента, вторые – для кладки стен.
Дешевый гараж из профнастила
Довольно быстрый способ получить «дом» для вашего автомобиля. С профнастилом легко работать. Он не гниет, не поддается влиянию ультрафиолетовых лучей и со временем не теряет своих характеристик. Он сделать на основе оцинкованного листа, который состоит из нескольких слоев. Защитой от коррозии является полимерное покрытие, определяющее и цвет профнастила. За счет своих изгибов, имеет ребра жесткости. Материал долговечный и надежный.
Правда, нужно правильно выбрать профнастил. Чтобы построить гараж недорого и качественно, используйте парку изделий ПС или С. Буква «С» указывает на то, что он стеновой. А цифра рядом – какой жесткости лист. Оптимальным вариантом для гаража является марка С-20.
Обратите внимание! Бывает, что консультанты рекомендуют использовать для этой цели С-10 или С-8. Причиной может быть их неграмотность или отсутствие С-20 на складе. Но не стоит вестись на это. Требуйте только С-20, если таковой марки нет, отправляйтесь в другой магазин. Пусть он будет немного дороже, но прослужит намного дольше.
При строительстве из простой С-8, ваш гараж будет довольно холодным, а при сильном ветре конструкция будет дрожать и ходить ходуном. Останавливайтесь только на С-20. Что касается цвета – это чисто ваше решение.
Технология строительства следующая:
- Планирование.
- Подготовка участка.
- Сама конструкция будет легкой. Вы можете просто уплотнить грунт и поставить каркас на него. Все же рекомендуем выполнить устройство мелкозаглубленного монолитного фундамента.
- Основа этого дешевого гаража – профильная конструкция. Главная задача – сделать такой каркас.
- Когда «костяк» гаража готов, можно обшивать его профнастилом. Процедура несложная, но требующая аккуратности.
- В конце устанавливаются ворота и проверяется конструкция.
Есть еще один вариант построить каркасный гараж из профнастила. Как именно это можно сделать, узнайте из этого видео:
Подведем итоги
Как вы могли увидеть из этой статьи, даже в это тяжелое экономическое время можно дешевле построить гараж, используя простые материалы. При этом вся работа будет выполнена быстро. А с учетом того, что весь процесс будет делаться самостоятельно, то себестоимость значительно снижается. Недорогой гараж– не мечта, а реальность. Если учитывать все вышеприведенные советы, то вы получите качественный и хороший гараж, за небольшие деньги.
- Строительство туалета на даче своими руками
- Баня из клееного бруса своими руками
- Детский деревянный домик своими руками
- Строим погреб своими руками
виды, из чего и как правильно построить, схема с видео
Наличие собственного гаража позволяет удобно решать большое количество повседневных бытовых задач. Чтобы постройка удовлетворяла все потребности, можно своими руками построить гараж и учесть при возведении индивидуальные пожелания. Вариативность стройматериалов и современных дизайнерских решений открывают возможности строительства различных видов гаражей с полным комплексом удобств.
Содержание
- 1 Основные виды
- 2 Что нужно учитывать при планировке
- 2.1 Количество машин
- 2.2 Назначение
- 2.3 С ямой или без
- 2.4 Рассчитываем размеры
- 2.5 Необходимые материалы и инструменты
- 3 Из чего можно построить
- 3.1 Из древесины
- 3.2 Кирпича
- 3.3 Шлакоблока
- 3.4 Профнастила
- 3.5 Пеноблока
- 3.6 Сэндвич панели
- 4 Выбираем материалы для постройки бюджетного гаража
- 4.1 Подготовительные работы
- 4.2 Подбираем место для постройки
- 4.3 Подготавливаем место под фундамент
- 5 Основные строительные работы
- 5.1 Заливка фундамента
- 5. 2 Делаем стены
- 5.3 Накрываем крышей
- 5.4 Монтируем ворота
- 5.5 Внутренняя отделка
Основные виды
Гаражные помещения классифицируются на несколько категорий. В перечень разновидностей входят следующие:
- Гаражи, которые используются как парковочное место для автомобиля. В подобных помещениях не обязательно выполнять дополнительные работы по утеплению и отделке.
- Мастерские, где хозяева хранят инструменты и работают. Для удобства в постройках проводится отопление и оборудуется рабочее пространство.
- Складские гаражи, используемые исключительно для хранения различных вещей.
По способу расположения постройки подразделяются на отдельно стоящие и являющиеся частью массива либо основного здания. При строительстве гаража необходимо заранее определить, будет ли он играть роль пристройки или выступать в качестве отдельного элемента.
Что нужно учитывать при планировке
Перед непосредственным началом строительства рекомендуется подготовить схематический план и чертежи. При возведении должен учитываться широкий перечень факторов, от которых зависят габариты постройки, используемые строительные материалы и инструменты.
Количество машин
В зависимости от количества машин, которые предполагается одновременно оставлять в гараже, зависит площадь постройки. При строительстве важно обеспечить автомобилям свободный въезд и выезд, а также рассчитать высоту потолка с учетом габаритов транспорта.
Назначение
От целей использования гаража зависят требуемые стройматериалы, толщина стен, потребность в утеплении и внутреннее обустройство. В случае изменения целей предназначения в ходе эксплуатации гаража допускается перестройка, уплотнение стен и обустройство рабочего пространства.
С ямой или без
Наличие ямы в основании гаража позволяет с удобством ремонтировать нижнюю часть автомобиля. Более глубокую яму можно использовать в качестве хранилища для зимних заготовок, инструментов и прочей утвари. Определиться с наличием ямы необходимо на этапе планировки, поскольку в случае с бетонным основанием соорудить яму проблематично.
Рассчитываем размеры
Основным этапом при составлении плана или схемы постройки является определение габаритов конструкции. Задаваясь вопросом, с чего следует начать расчет размеров, необходимо уточнить предназначение сооружения. Если гараж будет использоваться только для стоянки автомобиля, размеры можно сделать больше габаритов автомобиля на метр в ширину и длину. Если внутри помещения планируется выполнение ремонтных работ и понадобится смотровая яма либо подъемник, то желательно оставить минимум по метру с каждой стороны.
Для создания мастерской в гараже допускается увеличить размеры по собственному желанию. Ограничениями являются только имеющаяся площадь и бюджет на строительство.
Необходимые материалы и инструменты
Для возведения гаража требуется приобрести строительные материалы и набор инструментов. Чтобы соорудить постройку, требуется основной стройматериал, из которого будут построены стены, а также бетон, штукатурка, отделочные материалы, деревянные брусья и металлические листы.
Конкретный перечень материалов зависит от типа постройки. Помимо перечисленных материалов, необходимо подготовить подъемник, если используются тяжелые блоки, шпатель, саморезы, строительный уровень и рулетку, шуруповерт и ряд стандартных инструментов.
Из чего можно построить
Для строительства гаража нужно предварительно определиться, из чего будут выполнены стены. Среди распространенных вариантов материалов числятся следующие:
- кирпич — прочный и надежный материал, который просто укладывается и не требует применения специализированного оборудования;
- железобетон — используется для создания разборных конструкций;
- шлакобетон — доступный по цене вариант, в сравнении с кирпичом, но делающий работу более трудоемкой;
- металл — прочный материал, предназначенный для быстрого сооружения постройки.
Чтобы выбрать подходящий вариант, рекомендуется изучить характеристики всех возможных материалов. Разные варианты обладают индивидуальными характеристиками, достоинствами и недостатками.
Из древесины
Деревянные гаражи подходят для возведения на загородных участках, где не требуется высокая степень защиты. К основным преимуществам постройки из деревянных брусьев относятся: малые затраты на стройматериал, простота монтажа, возможность частичного разбора для перестройки. Недостатками конструкций являются минимальная защищенность от внешних факторов, низкие тепло- и шумоизоляционные характеристики, склонность к гниению, появлению грибка.
Кирпича
Построенные из кирпича гаражи отличаются надежностью и долговечностью. Сравнительно малый вес кирпичей упрощает процесс монтажа и транспортировки стройматериала. Кирпичные сооружения не требуют дополнительной декоративной отделки и могут использоваться в качестве мастерской для проведения широкого перечня работ. При строительстве сооружения из кирпича необходимо учитывать следующие моменты:
- Нагрузка должна быть равномерно распределена по всей площади гаража.
- Должна использоваться только одна схема кладки. Для непрофессиональных строителей предпочтительной является многорядная схема.
- Для придания дополнительной прочности выполняется армирование — укрепление стен металлическими конструкциями.
Шлакоблока
Использование шлакоблока позволяет построить гараж дешевле, чем при применении остальных материалов. Шлакоблок изготавливают путем прессования бетона. Второстепенными компонентами при создании материала являются доменный шлак и зола. Для увеличения показателя теплопроводности добавляют керамзит и полистирол.
Плотность материала зависит от состава. Существуют полнотелые и пустотелые варианты блоков. Несмотря на доступную цену, шлакоблоки отличаются высоким показателем прочности, стойкостью к воспламенению и длительным периодом эксплуатации.
Профнастила
Рифленые листы профнастила представляют собой оцинкованную рулонную сталь. Материал используется в качестве стенового покрытия при возведении гаражей. Главными преимуществами профнастила являются:
- Простой монтаж. Легкие конструкции удобно скреплять между собой без применения специализированного оборудования и дополнительной обработки.
- Малая себестоимость. В сравнении с рядом других материалов затраты на приобретение профнастила существенно меньше.
- Долговечность. Независимо от внешнего воздействия, средний период эксплуатации готовой конструкции составляет 40 лет.
Пеноблока
Пенобетон ценится за высокую прочность и низкую теплопроводность. При использовании материала для строительства гаража не потребуется дополнительная теплоизоляция.
Недостатком является недостаточная проницаемость, из-за которой в помещении может образовываться конденсат. Чтобы уберечь автомобиль в помещении из пеноблоков, потребуется дополнительно соорудить приточно-вытяжную вентиляцию с использованием кулера, функционирующего на электрическом приводе. Данная процедура повлечет лишние финансовые затраты.
Сэндвич панели
Если требуется выполнить быструю постройку гаража, рекомендуется рассмотреть в качестве основного стройматериала сэндвич панели. Многослойные сборные конструкции легко соединяются друг с другом, что позволяет возвести конструкцию за короткий срок. Сооруженный из сэндвич панелей гараж можно дополнительно оснащать системами обогрева и освещения.
Установить панели возможно на любой бетонной площадке, без создания специального основания.
Выбираем материалы для постройки бюджетного гаража
На возведение гаража уходит большое количество средств, поэтому при выборе материалов следует рассматривать бюджетные варианты с целью экономии. Чтобы недорого соорудить постройку, рекомендуется обратить внимание на следующие материалы:
- Дерево. На заводе производителя есть возможность заказывать готовые комплекты деревянных брусьев по заранее составленному проекту. Останется только соединить элементы, что упростит процесс монтажа.
- Шлакоблок. Прочности материала достаточно для возведения гаража, а низкая стоимость позволяет приобрести шлакоблок в большом количестве.
- Профнастил. Универсальный материал прост в эксплуатации и не требует затрат на дополнительную облицовку.
Подготовительные работы
Чтобы построенный гараж прослужил долгие годы и выполнял все требуемые функции, необходимо перед возведением провести ряд подготовительных действий. В их перечень входит выбор и подготовка места, составление чертежей и приобретение стройматериалов.
Подбираем место для постройки
Выбирая подходящее место для расположения постройки, необходимо учесть ряд окружающих условий и собственные предпочтения. Для правильного размещения гаража рекомендуется придерживаться следующих правил:
- Гараж должен располагаться на минимальном удалении от выезда с территории. Количество поворотов для удобства должно быть сокращено.
- Чтобы предотвратить подтопление грунтовыми водами и дождем, лучше не размещать постройку в низине.
- В месте запланированного строительства не должны находиться инженерные коммуникации, включая водопроводные трубы, линии электропередач и канализационные элементы.
- На выбранной территории требуется обеспечить достаточное количество свободного пространства для полного открытия ворот и выезда автомобиля.
Подготавливаем место под фундамент
Перед заливкой фундамента будущей постройки проводится разметка территории. Разметку начинают с определения точных габаритов сооружения. Для этого учитывается свободное пространство на территории, бюджет и индивидуальные потребности. Когда размеры определены, необходимо разметить место при помощи арматурных стержней.
Если в гараже планируется соорудить смотровую яму, то после разметки выкапывается земля на соответствующую глубину по центру участка. Остальная часть основания ровняется для дальнейшей обработки.
Основные строительные работы
По окончании подготовительных действий проводится перечень основных работ. Все этапы строительства нужно сделать последовательно, чтобы не допустить ошибок. На каждом рабочем этапе рекомендуется придерживаться инструкции и стандартных правил для строительства прочного гаража с длительным периодом эксплуатации.
Заливка фундамента
От качества основания постройки напрямую зависит его срок службы. Создание фундамента начинается с земляных работ и выкапывания траншеи. Стандартная ширина траншеи составляет 40 см, глубина — от 60 до 100 см, в зависимости от степени замерзания грунта в зимний период. Дно вырытой траншеи равняется, а стенки обрабатываются лопатой, чтобы с них не сыпалась почва.
На дно траншеи укладывается крупнофракционный бутовой щебень или камни в несколько рядов. На каждый ряд заливается цементно-песчаная смесь до тех пор, пока траншея не будет заполнена. Чтобы фундамент не проседал, рекомендуется использовать высококачественный цемент, а соотношение песка не должно превышать 2:1. Если планируется монтаж готовой металлической конструкции, следует залить бетоном всю площадь.
Делаем стены
Высота и протяженность стен гаража определяется в индивидуальном порядке. Толщина кладки зависит от ожидаемых погодных условий, ветровой нагрузки и температурных перепадов. Самым простым способом кладки материала для стен является кирпичный, при котором каждый следующий ряд перекрывает швы предшествующего.
Сначала выкладываются углы, после чего протягиваются веревки для выравнивания конструкции. Строительным уровнем следует вымерять каждый ряд, особое внимание уделив стартовому. После возведения стен выполняется их обшивка теплоизоляционным материалом, если требуется дополнительное утепление и защита.
Накрываем крышей
Сооруженный цоколь и стены накрываются крышей, которую проще всего соорудить из двутавровых балок. Элементы укладываются поперек с шагом порядка 1 м. Закрепить балки можно анкерами либо другими фиксирующими элементами. Основание крыши перекрывается брусьями толщиной 4-5 см. Чтобы исключить протекание и продувание крыши, следует укладывать брусья максимально плотно. Сверху на брусья укладываются слои рубероида и теплоизоляции.
Завершающим покрытием является стяжка и рубемаст или его заменитель.
Монтируем ворота
Гаражные ворота бывают распашными, подъемными, с автоматизированным механизмом и откатным. Подходящую разновидность следует выбрать с учетом наличия свободного пространства и собственных требований к конструкции.
Монтаж ворот следует проводить до или в процессе возведения стен. Сначала к воротной раме привариваются прутья арматуры для создания более прочного сцепления со стенами. В ходе сооружения стен арматура заделывается в швы. Ворота монтируются исключительно вертикально. После выравнивания конструкции ворота фиксируются при помощи раскосов из древесины.
Внутренняя отделка
Предназначение внутренней отделки заключается в дополнительной защите стен гаража от мороза и придании декоративных свойств. Чтобы утеплить построенный гараж изнутри, вдоль периметра стен выстраивается фальш-перегородка, в которую закладывается теплоизоляционный материал. Сверху материал обрабатывается краской или лаком.
Если для строительства используется материал, который не поддается окрашиванию, то его можно дополнительно обшить изнутри тонкими листами фанеры. По желанию можно обустроить в гараже рабочее пространство – разместить верстак, ящики и полки для инструментов. Выполняя внутреннюю отделку, необходимо установить противопожарный уголок, состоящий из огнетушителя, ящика с песком и прочих элементов.
Гараж | Зал славы рок-н-ролла
Уровень 2
Возьмите инструмент, включите громкость и создавайте собственную музыку в музее. The Garage, созданный, чтобы напоминать о месте рождения рок-групп на протяжении десятилетий, — это место, где вы можете создавать музыку, вдохновленную великими людьми.
The Garage, представленный The Minoff Family при поддержке Sweetwater, состоит из пяти основных зон: фанаты могут брать настоящие инструменты, учиться играть, джемовать с друзьями, брендировать свою группу с помощью нестандартных товаров и проверять отличное оборудование и инструменты от коллекции музея.
Играйте с настоящими инструментами — ударными, гитарой, басом и клавишными — и все это установлено на специальных репетиционных станциях. Независимо от того, играете ли вы на инструменте впервые или являетесь опытным игроком, видеоподсказки помогут вам научиться играть или продемонстрировать свои навыки фристайла.
Для тех, кто хочет джемовать с друзьями или создать импровизированную фан-группу, пространство для джемов может похвастаться полным комплектом оркестра, укомплектованным настоящим высококачественным оборудованием, где вы можете участвовать в совместной аудио- и видеозаписи или джем-сейшнах в стиле фристайл.
БЕЗДЕЛЬНИЧАТЬ
Расслабьтесь, возьмите акустический инструмент, например, гитару или укулеле, присядьте и поиграйте или посмотрите одну из групп в пространстве Jam.
БРЕНДИТЕ СВОЮ ГРУППУ
Как показывает история рок-н-ролла, создание великой группы также требует визуального оформления. Посмотрите краткую выставку о том, как некоторые знаковые группы получили свои знаковые логотипы, а затем попробуйте свои силы в создании собственных логотипов групп в интерактивных киосках Brand Your Band.
ГАРАЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
На выставке Garage Gear представлены великолепные механизмы и инструменты из коллекции Музея. Поклонники увидят исторические инструменты на этой постоянно меняющейся выставке, где представлены профессиональные рок-инструменты. Избранные экспонаты, представленные сейчас на выставке:
- Оригинальный прототип деревянной дощатой гитары, изготовленный и на котором играет Лес Пол
- 6-струнная гитара Fender Telecaster, используемая в студии различными артистами, в том числе Би Би Кингом, Джеффом Беком и Джонни Марром из The Smiths, среди прочих
- Напольный том-барабан Ludwig, на котором Тоби Вейл из Bikini Kill играет на протяжении всего ее пребывания в группе
- Гитара Fender Custom Shop Stratocaster с синхронизированным тремело и оригинальным корпусом, на котором играет Бадди Гай
- Поворотный стол Technics Quartz с прямым приводом, используемый Терминатором X из Public Enemy
- 6-струнная электрогитара Goya, на которой играет Дебби Харри из Blondie
- Крэш-тарелки Black Sabbath
- 6-струнная электрогитара Fender Telecaster, на которой играет Сьюзен Тедески
- Усилитель Fender Bassman, используемый в студии FAME Риком и Родни Холлом
Внутри гаража
НАЧНЕМ
Купить билеты
Зал славы
Высшая награда Рока. В Зале славы представлены Галерея подписей призывников, выставка New Inductee и Театр Коннора, посвященный Power of Rock Experience.
Исследовать Уровень 3
Этот 22-летний парень строит чипсы в гараже своих родителей
Том Симонит
Бизнес
Сэм Зелуф сочетает машины 1970-х годов с самодельными конструкциями. Его творения показывают, на что способны мелкие производители кремния.
Сэм Зелуф завершил этот самодельный компьютерный чип с 1200 транзисторами, видимый под увеличительным стеклом, в августе 2021 года. Почва, завод стоимостью 100 миллиардов долларов, где 10 000 рабочих будут производить новое поколение мощных процессоров, усеянных миллиардами транзисторов. В том же месяце 22-летний Сэм Зелуф объявил о своей вехе в области полупроводников. Это было сделано в одиночку в гараже его семьи в Нью-Джерси, примерно в 30 милях от того места, где в 1919 году в Bell Labs был изготовлен первый транзистор.47.
Используя коллекцию утилизированного и самодельного оборудования, Zeloof изготовил микросхему с 1200 транзисторами. Он нарезал кремниевые пластины, нарисовал на них микроскопические узоры с помощью ультрафиолетового света и вручную погрузил их в кислоту, документируя процесс на YouTube и в своем блоге. «Возможно, это излишняя самоуверенность, но у меня менталитет, что другой человек понял это, поэтому я тоже могу, даже если это займет у меня больше времени», — говорит он.
Чип Зелуфа был его вторым. Первую, гораздо меньшую, он сделал в старшей школе в 2018 году; он начал делать отдельные транзисторы за год до этого. Его чипы отстают от процессоров Intel на технологические эпохи, но Зелуф лишь полушутя утверждает, что он добился более быстрого прогресса, чем полупроводниковая индустрия на заре своего существования. Его второй чип содержит в 200 раз больше транзисторов, чем его первый, и темпы роста опережают закон Мура — эмпирическое правило, придуманное одним из основателей Intel, согласно которому количество транзисторов на чипе удваивается примерно каждые два года.
Zeloof теперь надеется соответствовать масштабу революционного чипа Intel 4004 1971 года, первого коммерческого микропроцессора, который имел 2300 транзисторов и использовался в калькуляторах и других бизнес-машинах. В декабре он начал работу над временной схемой, способной выполнять простые сложения.
Зелуф говорит, что упрощение работы с полупроводниками будет способствовать появлению новых идей в области технологий.
Фотография: Sam Kang
За пределами гаража Zeloof пандемия вызвала глобальную нехватку полупроводников, что привело к замедлению поставок продукции от автомобилей до игровых консолей. Это вызвало новый интерес политиков к восстановлению мощностей США по производству собственных компьютерных чипов после десятилетий офшоринга.
Самый популярный
Микросхемы, изготовленные в гараже, не помогут вашей PlayStation, но Зелуф говорит, что его необычное хобби убедило его в том, что общество выиграет от того, что изобретатели станут более доступными для производителей микросхем. без многомиллионных бюджетов. «Этот действительно высокий барьер для входа сделает вас крайне не склонным к риску, а это плохо для инноваций», — говорит Зелуф.
Зелуф начал делать свои собственные микросхемы в старшей школе в 2016 году. На него произвели впечатление видео на YouTube изобретателя и предпринимателя Джери Эллсуорт, в которых она делала свои собственные транзисторы размером с большой палец, в процессе, который включал шаблоны, вырезанные из виниловых наклеек, и бутылка от пятновыводителя ржавчины. Зелуф решил воспроизвести проект Эллсуорта и сделать следующий шаг, который ему казался логичным: перейти от одиночных транзисторов к интегральным схемам — скачок, который исторически занимал около десяти лет. «Он сделал квантовый скачок дальше», — говорит Эллсворт, ныне генеральный директор стартапа дополненной реальности под названием Tilt Five. «Огромная ценность в том, чтобы напомнить миру, что эти отрасли, которые кажутся настолько недосягаемыми, начинались с чего-то более скромного, и вы можете сделать это сами».
Производство компьютерных микросхем иногда называют самым сложным и точным производственным процессом в мире. Когда Зелуф начал вести блог о своих целях в отношении проекта, некоторые отраслевые эксперты написали ему по электронной почте, что это невозможно. «Причиной для этого была честность, потому что я думал, что это будет забавно», — говорит он. «Я хотел сделать заявление о том, что мы должны быть более осторожными, когда слышим, что что-то невозможно».
Семья Зелуфа поддерживала его, но в то же время была осторожна. Его отец попросил знакомого инженера-полупроводника дать несколько советов по безопасности. «Моей первой реакцией было то, что ты не можешь этого сделать. Это гараж», — говорит Марк Ротман, посвятивший 40 лет разработке микросхем, а сейчас работающий в компании, разрабатывающей технологии для OLED-экранов. Первоначальная реакция Ротмана смягчилась, когда он увидел прогресс Зелуфа. «Он сделал то, что я никогда бы не подумал, что люди могут сделать».
Проект Zeloof включает в себя как историю, так и инженерию. Производство современных микросхем происходит на предприятиях, чьи дорогие системы HVAC удаляют все следы пыли, которая может повредить их оборудованию стоимостью в миллиарды долларов. Зелуф не мог сравниться с этими методами, поэтому он читал патенты и учебники 1960-х и 70-х годов, когда инженеры компаний-первопроходцев, таких как Fairchild Semiconductor, изготавливали микросхемы на обычных верстаках. «Они описывают методы с использованием лезвий X-Acto, ленты и нескольких стаканов, а не «У нас есть эта машина стоимостью 10 миллионов долларов размером с комнату», — говорит Зелуф.
Зелуфу также пришлось оснастить свою лабораторию старинным оборудованием. На eBay и других аукционных сайтах он нашел готовую поставку дешевого оборудования 1970-х и 80-х годов, которое когда-то принадлежало закрытым калифорнийским технологическим компаниям. Большая часть оборудования требовала ремонта, но со старыми машинами легче возиться, чем с современными лабораторными. Одной из лучших находок Зелуфа был сломанный электронный микроскоп, который в начале 90-х стоил 250 000 долларов; он купил его за 1000 долларов и отремонтировал. Он использует его для проверки своих чипов на наличие дефектов, а также наноструктур на крыльях бабочки.
Самые популярные
Zeloof чинит устаревшее оборудование, купленное в Интернете, включая электронный микроскоп, для производства чипов.
Фотография: Сэм Канг
Иногда Zeloof приходилось импровизировать. Как и в настоящей фабрике микросхем, он хотел перенести свои микроскопически детализированные проекты на свои устройства, используя процесс, называемый фотолитографией. Он включает в себя покрытие будущего чипа светочувствительным материалом и использование такого устройства, как сверхточный проектор, для прожига шаблона, который будет направлять последующие этапы обработки. Машины для фотолитографии стоят дорого — до 150 миллионов долларов, — поэтому Зелуф сделал свое собственное, прикрутив модифицированный проектор для конференц-зала, купленный на Amazon, к микроскопу. Он проецирует его проекты в крошечном масштабе на кремниевые пластины, которые Зелуф покрывает материалом, чувствительным к ультрафиолетовому излучению.
В 2018 году Зелуф разработал свой первый чип, простой усилитель с шестью транзисторами, во время урока физкультуры после того, как замещающий учитель направил учеников выполнять классную работу. Примерно через 12 часов работы и 66 шагов в гараже он получил Z1. На нем были изображены три танцующих медведя, которые являются символом Grateful Dead и теперь появляются на всех фишках Zeloof в знак благодарности Ротману, фанату группы.
В Z1 использовались транзисторы, которые Zeloof называет «прямо из 1970-х», с характеристиками размером всего 175 микрон, что примерно равносильно волоску. Он включил микросхемы в печатную плату, которая мигает одним светодиодом и гитарной педалью дисторшн.
В конце 2018 года Зелуф начал работать в Университете Карнеги-Меллона, взламывая части гаражного оборудования в своей комнате в общежитии, изучая электротехнику. Хотя он говорит, что соблюдал протоколы безопасности, университет возражал против рентгеновского аппарата в его комнате в общежитии. Во время поездок домой он модернизировал свою установку, готовясь к установке своего второго чипа, Z2. В нем используется транзистор с более быстрым переключением, основанный на пластинах кристаллического кремния, известного как поликремний, который стал доминирующим в 19 веке.70-е годы.
Самый популярный
Zeloof скручивал вручную нарезанные полудюймовые квадраты поликремния, каждый из которых становился отдельным слоем в один слой, на маленьком самодельном поворотном столе за 4000 оборотов. со светочувствительным материалом, необходимым для переноса его рисунка на поверхность. Затем его самодельная фотолитографическая машина сияла на его конструкции: сетка из 12 цепей, по 100 транзисторов в каждой (и танцующий медведь), всего 1200 транзисторов.
Первый чип Zeloof, Z1, был сделан в 2018 году, когда он еще учился в старшей школе, и состоит из шести транзисторов.
Фотография: Сэм Канг
Его второй чип, Z2, был закончен в августе 2021 года и имеет 1200 транзисторов.
Фотография: Сэм Канг
Zeloof работает над Z3, чипом, который будет способен складывать 1 + 1, как шаг к полноценному микропроцессору.
Фотография: Sam Kang
Затем каждый чип был протравлен кислотой и прокален в печи при температуре около 1000 градусов Цельсия, чтобы пропечь атомы фосфора, чтобы отрегулировать его проводимость. Еще три раунда под фотолитографической машиной, разделенные этапами, включая время в вакуумной камере, заполненной светящейся фиолетовой плазмой для вытравливания поликремния, завершили каждый чип. Сегодняшние коммерческие фабрики производят микросхемы в целом аналогичным образом, используя последовательность шагов для постепенного добавления и удаления материала в разных частях конструкции. Эти чипы намного сложнее, с миллиардами гораздо меньших транзисторов, тесно связанных друг с другом, и шаги выполняются машинами, а не вручную. Транзисторы на чипах Зелуфа второго поколения были примерно в 10 раз быстрее, чем на его первом, и имели характеристики всего 10 микрон, что немногим больше эритроцита.
В августе Зелуф протестировал Z2, подключив его к квадратному бежевому полупроводниковому анализатору, выпущенному Hewlett Packard примерно за два десятилетия до его рождения. Серия плавно нарастающих кривых ток-напряжение на светящемся зеленом экране сигнализировала об успехе. «На эту кривую было потрясающе смотреть, — говорит Зелуф, — первый признак жизни после того, как вы целый день окунаете этот маленький осколок кристалла в химический стакан».
Как отпраздновать, когда ваш самодельный чип заработал? «Твитни это!» — говорит Зелуф. Его проект получил множество подписчиков в Твиттере и миллионы просмотров на YouTube, а также несколько полезных советов от ветеранов 19-го века.Полупроводниковая промышленность 70-х годов.
Зелуф говорит, что не знает наверняка, чем он хочет заниматься после выпуска этой весной, но он думал о том месте, которое может занять самодельное производство микросхем в современной технологической экосистеме. Во многих отношениях самостоятельные эксперименты никогда не были более эффективными: робототехника и 3D-принтеры легко покупаются, а удобное для хакеров оборудование, такое как микроконтроллер Arduino и Raspberry Pi, хорошо зарекомендовало себя. «Но чипы по-прежнему производятся где-то на большом заводе, — говорит Зелуф. «Был небольшой прогресс в том, чтобы сделать это более доступным».
Эллсуорт, чьи самодельные транзисторы вдохновили Zeloof, говорит, что создание высококачественных чипов вручную может принести пользу. «Инструменты, которые у нас есть сегодня, могут сделать это доступным для небольших операций, и я думаю, что для некоторых проблем это имеет большой смысл», — говорит она. Эллсворт говорит, что технология чипов, которую ведущие фабрики считают устаревшей, все еще может быть полезна инженерам.
Zeloof недавно модернизировал свою фотолитографическую машину, чтобы печатать детали размером около 0,3 микрона или 300 нанометров — примерно на уровне производства коммерческих чипов в середине 90-х годов.0 с. Теперь он думает о функциях, которые он мог бы встроить в чип в масштабе исторического Intel 4004. «Я хочу продвинуть гаражный кремний дальше и открыть умы людей для возможности того, что мы можем делать некоторые из этих вещей дома», — говорит он. .
Еще больше замечательных историй WIRED
- 📩 Последние новости о технологиях, науке и многом другом: получайте наши информационные бюллетени!
- Гонка за «зеленым» гелием
- Ковид станет эндемическим. Что происходит?
- Год спустя политика Байдена в отношении Китая очень похожа на политику Трампа
- 18 телешоу, которые мы с нетерпением ждем в 202
- Как защититься от смишинг-атак
- 👁️ Исследуйте искусственный интеллект, как никогда раньше, с нашей новой базой данных
- 📱 Разрываетесь между новейшими телефонами? Не бойтесь — ознакомьтесь с нашим руководством по покупке iPhone и любимыми телефонами Android
Том Симонит — старший редактор, который редактирует деловые новости WIRED.