Cum se clasifică semiconductorii

Există șase clasificări pentru semiconductori, care sunt clasificate în funcție de standardul de produs, tipul de semnal de procesare, procesul de fabricație, funcția de utilizare, domeniul de aplicare și metoda de proiectare.

1ã Clasificare după standard de produs

Semiconductorii pot fi împărțiți în patru categorii: circuite integrate, dispozitive discrete, dispozitive fotoelectrice și senzori. Dintre acestea, circuitele integrate sunt cele mai importante.

Circuite integrate, și anume circuite integrate, cipuri și cipuri. Circuitele integrate pot fi împărțite în patru subzone: circuite analogice, circuite logice, microprocesoare și memorie. În mass-media, senzorii, dispozitivele discrete etc. sunt denumite și IC-uri sau cipuri.

În 2019, circuitele integrate au reprezentat 84% din vânzările globale de produse semiconductoare, mult mai mult decât 3% dintre dispozitivele discrete, 8% dintre dispozitivele fotoelectrice și 3% dintre senzori.

2ã Clasificare prin procesare semnal

Un cip care procesează mai multe semnale analogice este un cip analogic, iar un cip care procesează mai multe semnale digitale este un cip digital.

Semnalele analogice sunt pur și simplu semnale care sunt emise continuu, cum ar fi sunetul. Cel mai comun tip în natură sunt semnalele analogice. Corespondent este un semnal digital discret compus din 0 și 1 și porți non-logice.

Semnalele analogice și semnalele digitale pot fi convertite între ele. De exemplu, imaginea de pe un telefon mobil este un semnal analogic, care poate fi convertit într-un semnal digital printr-un convertor ADC, procesat de un cip digital și, în final, convertit într-un semnal analog printr-un convertor DAC.

Cipurile analogice obișnuite includ amplificatoare operaționale, convertoare digital-analogice, bucle blocate de fază, cipuri de gestionare a puterii, comparatoare și așa mai departe.

Cipurile digitale comune includ circuite integrate digitale de uz general și circuite integrate digitale dedicate (ASIC). Circuitele integrate digitale generale includ memorie DRAM, microcontroler MCU, microprocesor MPU și așa mai departe. Un IC dedicat este un circuit proiectat pentru scopul specific al unui anumit utilizator.

3ã Clasificare după procesul de fabricație

Auzim adesea termenul de cip „7nm” sau „14nm”, în care nanometrii se referă la lungimea porții a tranzistorului din interiorul cipului, care este lățimea minimă a liniei din interiorul cipului. Pe scurt, se referă la distanța dintre linii.

Procesul de fabricație actual are 28 nm drept bazin, iar cele sub 28 nm sunt denumite procese de fabricație avansate. În prezent, cel mai avansat proces de producție din China continentală este SMIC de 14 nm. TSMC și Samsung sunt în prezent singurele companii din lume care intenționează să producă în masă 5nm, 3nm și 2nm.

În general, cu cât procesul de fabricație este mai avansat, cu atât performanța cipului este mai mare și costul de producție este mai mare. În general, investiția în cercetare și dezvoltare pentru un design de cip de 28 nm este de până la 1-2 miliarde de yuani, în timp ce un cip de 14 nm necesită 2-3 miliarde de yuani.

4ã Clasificare în funcție de utilizare

Putem analogiza în funcție de organele umane:

Creier - Funcție de calcul, utilizată pentru analiza computațională, împărțită în cip de control principal și cip auxiliar. Cipul de control principal include un CPU, FPGA și MCU, în timp ce cipul auxiliar include un GPU responsabil de grafica și procesarea imaginilor și un cip AI responsabil de calculul cu inteligență artificială.

Cortexul cerebral - Funcții de stocare a datelor, cum ar fi DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM), etc.

Cinci simțuri - funcții de detectare, incluzând în principal senzori, cum ar fi MEMS, cipuri de amprentă (microfon MEMS, CIS) etc.

Limbs - Funcții de transfer, cum ar fi interfețe Bluetooth, WIFI, NB-IOT, USB (interfață HDMI, control drive), pentru transmiterea datelor.

Inima - Alimentare cu energie, cum ar fi DC-AC, LDO etc.

5ã Clasificare după câmpul de aplicare

Poate fi împărțit în patru categorii, și anume, grad civil, grad industrial, grad auto și grad militar.

6ã Clasificare după metoda de proiectare

Astăzi, există două tabere majore pentru proiectarea semiconductoarelor, una este moale și cealaltă este tare, și anume FPGA și ASIC. FPGA a fost dezvoltat primul și este încă principalul. FPGA este un cip logic programabil de uz general care poate fi programat DIY pentru a implementa diverse circuite digitale. ASIC este un cip digital dedicat. După proiectarea unui circuit digital, cipul generat nu poate fi schimbat. FPGA poate reconstrui și defini funcții de cip cu o flexibilitate puternică, în timp ce ASIC are o specificitate mai puternică.