Bagaimana untuk mengklasifikasikan semikonduktor

Terdapat enam klasifikasi bagi semikonduktor, yang dikelaskan mengikut piawaian produk, jenis isyarat pemprosesan, proses pembuatan, fungsi penggunaan, medan aplikasi dan kaedah reka bentuk.

1ã Pengelasan mengikut standard produk

Semikonduktor boleh dibahagikan kepada empat kategori: litar bersepadu, peranti diskret, peranti fotoelektrik dan sensor. Antaranya, litar bersepadu adalah yang paling penting.

Litar bersepadu, iaitu IC, cip dan cip. Litar bersepadu boleh dibahagikan lagi kepada empat sub kawasan: litar analog, litar logik, mikropemproses dan ingatan. Dalam media massa, penderia, peranti diskret, dsb. juga dirujuk sebagai IC atau cip.

Pada 2019, litar bersepadu menyumbang 84% daripada jualan produk semikonduktor global, jauh lebih tinggi daripada 3% peranti diskret, 8% peranti fotoelektrik dan 3% penderia.

2ã Pengelasan dengan memproses isyarat

Cip yang memproses lebih banyak isyarat analog ialah cip analog, dan cip yang memproses lebih banyak isyarat digital ialah cip digital.

Isyarat analog hanyalah isyarat yang dipancarkan secara berterusan, seperti bunyi. Jenis yang paling biasa adalah isyarat analog. Yang sepadan ialah isyarat digital diskret yang terdiri daripada get 0 dan 1 dan bukan logik.

Isyarat analog dan isyarat digital boleh ditukar kepada satu sama lain. Sebagai contoh, gambar pada telefon bimbit adalah isyarat analog, yang boleh ditukar menjadi isyarat digital melalui penukar ADC, diproses oleh cip digital, dan akhirnya ditukar kepada isyarat analog melalui penukar DAC.

Cip analog biasa termasuk penguat operasi, penukar digital ke analog, gelung berkunci fasa, cip pengurusan kuasa, pembanding dan sebagainya.

Cip digital biasa termasuk IC digital tujuan umum dan IC digital khusus (ASIC). IC digital am termasuk DRAM memori, mikropengawal MCU, mikropemproses MPU, dan sebagainya. IC khusus ialah litar yang direka untuk tujuan khusus pengguna tertentu.

3ã Pengelasan mengikut proses pembuatan

Kita sering mendengar istilah cip "7nm" atau "14nm", di mana nanometer merujuk kepada panjang get transistor di dalam cip, iaitu lebar garisan minimum di dalam cip. Ringkasnya, ia merujuk kepada jarak antara garisan.

Proses pembuatan semasa mengambil masa 28 nm sebagai tadahan air, dan yang di bawah 28 nm dirujuk sebagai proses pembuatan lanjutan. Pada masa ini, proses pembuatan paling maju di tanah besar China ialah 14nm SMIC. TSMC dan Samsung kini merupakan satu-satunya syarikat di dunia yang merancang untuk menghasilkan 5nm, 3nm dan 2nm secara besar-besaran.

Secara umumnya, semakin maju proses pembuatan, semakin tinggi prestasi cip, dan semakin tinggi kos pembuatan. Secara amnya, pelaburan R&D untuk reka bentuk cip 28nm adalah setinggi 1-2 bilion yuan, manakala cip 14nm memerlukan 2-3 bilion yuan.

4ã Pengelasan mengikut fungsi penggunaan

Kita boleh menganalogikan mengikut organ manusia:

Otak - Fungsi pengiraan, digunakan untuk analisis pengiraan, dibahagikan kepada cip kawalan utama dan cip tambahan. Cip kawalan utama termasuk CPU, FPGA dan MCU, manakala cip tambahan termasuk GPU yang bertanggungjawab ke atas grafik dan pemprosesan imej dan cip AI yang bertanggungjawab untuk pengkomputeran kecerdasan buatan.

Korteks serebrum - Fungsi penyimpanan data, seperti DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM), dsb.

Lima deria - fungsi penderiaan, terutamanya termasuk penderia, seperti MEMS, cip cap jari (mikrofon MEMS, CIS), dsb.

Anggota Badan - Fungsi pemindahan, seperti antara muka Bluetooth, WIFI, NB-IOT, USB (antara muka HDMI, kawalan pemacu), untuk penghantaran data.

Jantung - Bekalan tenaga, seperti DC-AC, LDO, dsb.

5ã Pengelasan mengikut medan aplikasi

Ia boleh dibahagikan kepada empat kategori, iaitu, gred awam, gred industri, gred automotif, dan gred tentera.

6ã Pengelasan mengikut kaedah reka bentuk

Hari ini, terdapat dua kem utama untuk reka bentuk semikonduktor, satu lembut dan satu lagi keras, iaitu FPGA dan ASIC. FPGA dibangunkan dahulu dan masih menjadi arus perdana. FPGA ialah cip logik boleh atur cara umum yang boleh diprogramkan DIY untuk melaksanakan pelbagai litar digital. ASIC ialah cip digital khusus. Selepas mereka bentuk litar digital, cip yang dihasilkan tidak boleh diubah. FPGA boleh membina semula dan menentukan fungsi cip dengan fleksibiliti yang kuat, manakala ASIC mempunyai kekhususan yang lebih kuat.