Како класификовати полупроводнике

Постоји шест класификација за полупроводнике, које су класификоване према стандарду производа, типу сигнала обраде, производном процесу, функцији употребе, области примене и методи пројектовања.

1а Класификација према стандарду производа

Полупроводници се могу поделити у четири категорије: интегрисана кола, дискретни уређаји, фотоелектрични уређаји и сензори. Међу њима су најважнија интегрисана кола.

Интегрисана кола, наиме, ИЦ, чипови и чипови. Интегрисана кола се даље могу поделити на четири подобласти: аналогна кола, логичка кола, микропроцесори и меморија. У масовним медијима, сензори, дискретни уређаји, итд. се такође називају ИЦ или чипови.

У 2019. интегрисана кола су чинила 84% глобалне продаје полупроводничких производа, далеко више од 3% дискретних уређаја, 8% фотоелектричних уређаја и 3% сензора.

2а Класификација према сигналу обраде

Чип који обрађује више аналогних сигнала је аналогни чип, а чип који обрађује више дигиталних сигнала је дигитални чип.

Аналогни сигнали су једноставно сигнали који се непрекидно емитују, као што је звук. Најчешћи тип у природи су аналогни сигнали. Одговарајући је дискретни дигитални сигнал састављен од 0 и 1 и нелогичких капија.

Аналогни и дигитални сигнали се могу конвертовати један у други. На пример, слика на мобилном телефону је аналогни сигнал, који се може конвертовати у дигитални сигнал преко АДЦ конвертора, обрађивати дигиталним чипом и на крају преко ДАЦ претварача конвертовати у аналогни сигнал.

Уобичајени аналогни чипови укључују операциона појачала, дигитално-аналогне претвараче, фазно закључане петље, чипове за управљање напајањем, компараторе и тако даље.

Уобичајени дигитални чипови укључују дигиталне ИЦ-ове опште намене и наменске дигиталне ИЦ-ове (АСИЦ). Опште дигиталне ИЦ-ове укључују меморијски ДРАМ, МЦУ микроконтролера, МПУ микропроцесора итд. Наменски ИЦ је коло дизајнирано за специфичне сврхе корисника.

3а Класификација према производном процесу

Често чујемо израз "7нм" или "14нм" чип, у којем се нанометри односе на дужину капије транзистора унутар чипа, што је минимална ширина линије унутар чипа. Укратко, односи се на растојање између редова.

Тренутни производни процес узима 28 нм као прекретницу, а они испод 28 нм се називају напредним производним процесима. Тренутно, најнапреднији производни процес у континенталној Кини је СМИЦ-ов 14нм. ТСМЦ и Самсунг су тренутно једине компаније на свету које планирају масовну производњу 5нм, 3нм и 2нм.

Уопштено говорећи, што је напреднији производни процес, то су перформансе чипа веће и трошкови производње су већи. Генерално, улагања у истраживање и развој за дизајн 28нм чипа износе чак 1-2 милијарде јуана, док је за 14нм чип потребно 2-3 милијарде јуана.

4а Функција класификације према употреби

Можемо извршити аналогију према људским органима:

Мозак - Рачунска функција, која се користи за рачунску анализу, подељена на главни контролни чип и помоћни чип. Главни контролни чип укључује ЦПУ, ФПГА и МЦУ, док помоћни чип укључује ГПУ задужен за графику и обраду слике и АИ чип задужен за рачунарство вештачке интелигенције.

Церебрални кортекс - Функције складиштења података, као што су ДРАМ, НАНД, ФЛАСХ (СДРАМ, РОМ) итд.

Пет чула - функције сензора, углавном укључујући сензоре, као што су МЕМС, чипови отиска прста (микрофон МЕМС, ЦИС) итд.

Удови – функције преноса, као што су Блуетоотх, ВИФИ, НБ-ИОТ, УСБ (ХДМИ интерфејс, контрола погона) интерфејси, за пренос података.

Срце - Снабдевање енергијом, као што су ДЦ-АЦ, ЛДО, итд.

5а Класификација према области примене

Може се поделити у четири категорије, а то су цивилни, индустријски, аутомобилски и војни.

6а Класификација по методи пројектовања

Данас постоје два главна кампа за дизајн полупроводника, један је мекан, а други тврд, наиме ФПГА и АСИЦ. ФПГА је први развијен и још увек је маинстреам. ФПГА је програмибилни логички чип опште намене који се може програмирати "уради сам" за имплементацију различитих дигиталних кола. АСИЦ је наменски дигитални чип. Након дизајнирања дигиталног кола, генерисани чип се не може променити. ФПГА може да реконструише и дефинише функције чипа са великом флексибилношћу, док АСИЦ има јачу специфичност.