Како да се класифицираат полупроводниците

Постојат шест класификации за полупроводници, кои се класифицирани според стандардот на производот, типот на сигналот за обработка, процесот на производство, функцијата на употреба, полето на примена и методот на дизајнирање.

1ã Класификација според стандардот на производот

Полупроводниците може да се поделат во четири категории: интегрирани кола, дискретни уреди, фотоелектрични уреди и сензори. Меѓу нив, најважни се интегрираните кола.

Интегрирани кола, имено, ИЦ, чипови и чипови. Интегрираните кола може дополнително да се поделат на четири подобласти: аналогни кола, логички кола, микропроцесори и меморија. Во масовните медиуми, сензорите, дискретните уреди итн. се нарекуваат и IC или чипови.

Во 2019 година, интегрираните кола сочинуваа 84% од глобалните продажби на полупроводнички производи, многу повеќе од 3% од дискретните уреди, 8% од фотоелектричните уреди и 3% од сензорите.

2ã Класификација по процесорски сигнал

Чипот кој обработува повеќе аналогни сигнали е аналоген чип, а чипот кој обработува повеќе дигитални сигнали е дигитален чип.

Аналогните сигнали се едноставно сигнали кои постојано се емитуваат, како што е звукот. Најчестиот тип во природата се аналогните сигнали. Соодветниот е дискретен дигитален сигнал составен од 0 и 1 и нелогички порти.

Аналогните и дигиталните сигнали може да се конвертираат еден во друг. На пример, сликата на мобилниот телефон е аналоген сигнал, кој може да се претвори во дигитален сигнал преку ADC конвертор, да се обработи со дигитален чип и на крајот да се претвори во аналоген сигнал преку DAC конвертор.

Вообичаените аналогни чипови вклучуваат оперативни засилувачи, дигитални во аналогни конвертори, јамки за заклучување на фаза, чипови за управување со енергија, компаратори итн.

Вообичаените дигитални чипови вклучуваат дигитални ИЦ за општа намена и посветени дигитални ИЦ (ASIC). Општите дигитални ИЦ вклучуваат DRAM меморија, MCU микроконтролер, MPU на микропроцесор итн. Посветен IC е коло дизајнирано за специфична цел на одреден корисник.

3ã Класификација по процес на производство

Често го слушаме терминот „7nm“ или „14nm“ чип, во кој нанометрите се однесуваат на должината на портата на транзисторот во чипот, што е минималната ширина на линијата во чипот. Накратко, тоа се однесува на растојанието помеѓу линиите.

Тековниот процес на производство трае 28 nm како слив, а оние под 28 nm се нарекуваат напредни производни процеси. Во моментов, најнапредниот производствен процес во Кина е 14 nm на SMIC. TSMC и Samsung во моментов се единствените компании во светот кои планираат масовно производство на 5nm, 3nm и 2nm.

Општо земено, колку е понапреден процесот на производство, толку се повисоки перформансите на чипот и повисоки трошоци за производство. Општо земено, инвестицијата за истражување и развој за дизајн на чип од 28 nm изнесува 1-2 милијарди јуани, додека за чип од 14 nm потребни се 2-3 милијарди јуани.

4ã Класификација по функција на употреба

Можеме да аналогизираме според човечките органи:

Мозок - Компјутерска функција, која се користи за пресметковна анализа, поделена на главен контролен чип и помошен чип. Главниот контролен чип вклучува процесор, FPGA и MCU, додека помошниот чип вклучува графички процесор задолжен за графика и обработка на слики и чип со вештачка интелигенција задолжен за пресметување со вештачка интелигенција.

Церебрален кортекс - Функции за складирање податоци, како што се DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM) итн.

Пет сетила - функции за сензори, главно вклучувајќи сензори, како што се MEMS, чипови за отпечатоци (микрофон MEMS, CIS) итн.

Екстремитети - Функции за пренос, како што се Bluetooth, WIFI, NB-IOT, USB (интерфејс HDMI, контрола на диск) интерфејси, за пренос на податоци.

Срце - Снабдување со енергија, како што се DC-AC, LDO, итн.

5ã Класификација според полето за апликација

Може да се подели во четири категории, имено, цивилно одделение, индустриско одделение, автомобилско одделение и воено одделение.

6ã Класификација по метод на дизајнирање

Денес, постојат два главни кампа за дизајн на полупроводници, еден е мек, а другиот е тврд, имено FPGA и ASIC. FPGA беше развиен прво и сè уште е мејнстрим. FPGA е програмабилен логички чип за општа намена што може да се програмира „направи сами“ за да имплементира различни дигитални кола. ASIC е посветен дигитален чип. По дизајнирањето на дигитално коло, генерираниот чип не може да се промени. FPGA може да ги реконструира и дефинира функциите на чипот со силна флексибилност, додека ASIC има посилна специфичност.