半导体和芯片的关系是什么?

半导体和芯片的关系是什么?,第1张

芯片和半导体的区别:芯片,又称微电路、微芯片、集成电路,是指内含集成电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其他电子设备的一部分。半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

半导体,指常温下导电性能介于导体绝缘体间的材料。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。

无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。

集成电路的发展

最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心,可以控制计算机到手机到数字微波炉的一切。虽然设计开发一个复杂集成电路的成本非常高。

但是当分散到通常以百万计的产品上,每个集成电路的成本最小化。集成电路的性能很高,因为小尺寸带来短路径,使得低功率逻辑电路可以在快速开关速度应用。

     半导体板块看到各种IGBT,CPU,GPU等等,更是摸不清头脑,这里,就来给大家分析一下芯片行业,看看这个行业是否值得投资?

      世界上第一台通用的计算机有30吨中,把30吨的东西集成到指甲盖的大小,这就是芯片了,芯片所在的半导体产业规模很庞大,内部各个环节分工明确,合作紧密。对应的产业还可以分成核心产业链和支撑产业链。我们可以理解为盖房子的地基,架构以及需要的水泥转头等工具。

      核心产业包括半导体产品的设计,制造和分装测试。支撑产业包括设计环节服务的EDA工具,IP和供应商,以及为制造侧方环节所需要的原材料和设备的供应商。这么大的产业,基础就是一块石头,自然界中所存在的含有硅的石头,通过一个类似于洗衣机的机器经过系列反应提纯,变成单晶硅棒,这些硅就是我们常说的半导体。

      将单晶硅棒切割成薄薄的晶圆,最后在晶圆上集成电路,通过一些技术,把电路一层一层的堆叠起来,这样就形成了一块芯片。所以,晶圆相当于房子的地基。

      如果说半导体是制造一张纸的材料,那么集成电路就是一张张的纸,芯片就是一本书了。这里我们就可以判断出一个行业的整体面貌了。

      不同的环节有不同的公司负责。

      上游是半导体的原材料,中游包括芯片,集成电路的IC设计,制造还有侧封等环节,属于非常重要的核心环节,下游是各类市场所要的需求,比如终端的电子产品,包括手机,汽车,通讯服务等。

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。


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