半导体芯片的分类方法?

半导体芯片的分类方法?,第1张

按照功能划分,可以分为四种类型,主要是内存芯片、微处理器、标准芯片和复杂的片上系统(SoCs)。按照集成电路的类型来划分,则可以分为三类,分别是数字芯片、模拟芯片和混合芯片。

从功能上看,半导体存储芯片将数据和程序存储在计算机和数据存储设备上。随机存取存储器(RAM)芯片提供临时的工作空间,而闪存芯片则可以永久保存信息,除非主动删除这些信息。只读存储器(ROM)和可编程只读存储器(PROM)芯片不能修改。而可擦可编程只读存储器(EPROM)和电可擦只读存储器(EEPROM)芯片可以是可以修改的。

微处理器包括一个或多个中央处理器(CPU)。计算机服务器、个人电脑(PC)、平板电脑和智能手机可能都有多个CPU。PC和服务器中的32位和64位微处理器基于x86、POWER和SPARC芯片架构。而移动设备通常使用ARM芯片架构。功能较弱的8位、16位和24位微处理器则主要用在玩具和汽车等产品中。

标准芯片,也称为商用集成电路,是用于执行重复处理程序的简单芯片。这些芯片会被批量生产,通常用于条形码扫描仪等用途简单的设备。商用IC市场的特点是利润率较低,主要由亚洲大型半导体制造商主导。

SoC是最受厂商欢迎的一种新型芯片。在SoC中,整个系统所需的所有电子元件都被构建到一个单芯片中。SoC的功能比微控制器芯片更广泛,后者通常将CPU与RAM、ROM和输入/输出(I/O)设备相结合。在智能手机中,SoC还可以集成图形、相机、音频和视频处理功能。通过添加一个管理芯片和一个无线电芯片还可以实现一个三芯片的解决方案。

芯片的另一种分类方式,是按照使用的集成电路进行划分,目前大多数计算机处理器都使用数字电路。这些电路通常结合晶体管和逻辑门。有时,会添加微控制器。数字电路通常使用基于二进制方案的数字离散信号。使用两种不同的电压,每个电压代表一个不同的逻辑值。

但是这并不代表模拟芯片已经完全被数字芯片取代。电源芯片使用的通常就是模拟芯片。宽带信号也仍然需要模拟芯片,它们仍然被用作传感器。在模拟芯片中,电压和电流在电路中指定的点上不断变化。模拟芯片通常包括晶体管和无源元件,如电感、电容和电阻。模拟芯片更容易产生噪声或电压的微小变化,这可能会产生一些误差。

混合电路半导体是一种典型的数字芯片,同时具有处理模拟电路和数字电路的技术。微控制器可能包括用于连接模拟芯片的模数转换器(ADC),例如温度传感器。而数字-模拟转换器(DAC)可以使微控制器产生模拟电压,从而通过模拟设备发出声音。

1、半导体芯片:在半导体片材上进行浸蚀,布线,制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片,常见的还包括砷化镓(砷化镓有毒,所以一些劣质电路板不要好奇分解它),锗等半导体材料。半导体也像汽车有潮流。二十世纪七十年代,因特尔等美国企业在动态随机存取内存(D-RAM)市场占上风。但由于大型计算机的出现,需要高性能D-RAM的二十世纪八十年代,日本企业名列前茅。

2、半导体芯片的制造材料:为了满足量产上的需求,半导体的电性必须是可预测并且稳定的,因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。常见的品质问题包括晶格的位错(dislocation)、孪晶面(twins)或是堆垛层错(stacking fault)都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体器件而言,材料晶格的缺陷(晶体缺陷)通常是影响元件性能的主因。目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为柴可拉斯基法(钢铁场常见工法)。这种工艺将一个单晶的晶种(seed)放入溶解的同材质液体中,再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时,溶质将会沿着固体和液体的接口固化,而旋转则可让溶质的温度均匀。

3、应用:半导体芯片的发明是二十世纪的一项创举,它开创了信息时代的先河。大家都知道“因特网”和“计算机”是当今最流行的名词。计算机已经成为我们日常生活中的必备工具,那请问一句“你的计算机CPU用的是什么芯片呢?”是“Intel”,还是“AMD”呢?其实无论是“Intel”还是“AMD”,它们在本质上一样,都属于半导体芯片。

芯片就是大众所熟悉的IC,是半导体元件的统称,是指内含集成电路的硅片,是计算机和电子设备的一部分。集成电路英语:integrated circuit,缩写作 IC;或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并时常制造在半导体晶圆表面上。

芯片分类:

1、数字集成电路可以包含任何东西,在几平方毫米上有从几千到百万的逻辑门、触发器、多任务器和其他电路。这些电路的小尺寸使得与板级集成相比,有更高速度,更低功耗(参见低功耗设计)并降低了制造成本。这些数字IC,以微处理器、数字信号处理器和微控制器为代表,工作中使用二进制,处理1和0信号。

2、模拟集成电路有,例如传感器、电源控制电路和运放,处理模拟信号。完成放大、滤波、解调、混频的功能等。通过使用专家所设计、具有良好特性的模拟集成电路,减轻了电路设计师的重担,不需凡事再由基础的一个个晶体管处设计起。

3、集成电路可以把模拟和数字电路集成在一个单芯片上,以做出如模拟数字转换器和数字模拟转换器等器件。这种电路提供更小的尺寸和更低的成本,但是对于信号冲突必须小心。


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