一文了解半導(dǎo)體產(chǎn)品類別和應(yīng)用領(lǐng)域

關(guān)于半導(dǎo)體

提到半導(dǎo)體，大家應(yīng)該都耳熟能詳，但種類如此繁多，大家是否清楚的了解半導(dǎo)體產(chǎn)品的類別應(yīng)該如何區(qū)分呢？小編給大家找了相關(guān)資料，科普一下半導(dǎo)體的幾大產(chǎn)品類別和應(yīng)用領(lǐng)域。

按照國(guó)際通行的半導(dǎo)體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行分類，半導(dǎo)體可以分為四類：集成電路，分立器件，傳感器和光電器件。

01按照處理信號(hào)分類

處理模擬信號(hào)的芯片叫做模擬芯片，處理數(shù)字信號(hào)的芯片叫做數(shù)字芯片。

模擬芯片產(chǎn)品種類多，常見(jiàn)的有集成運(yùn)算放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、乘法器、集成穩(wěn)壓器、定時(shí)器、信號(hào)發(fā)生器、比較器等，每一類產(chǎn)品根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品性能需求的不同會(huì)有很多個(gè)系列的產(chǎn)品。單一產(chǎn)品往往可以用在不同客戶、不同領(lǐng)域，模擬芯片生命周期很長(zhǎng)，終端客戶需求穩(wěn)定，周期性很弱。

數(shù)字芯片是近年來(lái)應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的IC品種，可分為通用數(shù)字IC和專用數(shù)字IC。通用IC是指那些用戶多、使用領(lǐng)域廣泛、標(biāo)準(zhǔn)型的電路，如存儲(chǔ)器（DRAM、FLASH等）、微型元件（微處理器MPU、微控制器MCU、數(shù)字處理器DSP等）、邏輯電路（門(mén)陣列、顯示驅(qū)動(dòng)器等）等，反映了數(shù)字IC的現(xiàn)狀和水平。專用IC（ASIC）是指為特定的用戶、某種專門(mén)或特別的用途而設(shè)計(jì)的電路。

02按照制造工藝分類

這種分類可能是我們最為常見(jiàn)的，比如時(shí)常聽(tīng)到的14nm芯片、7nm芯片等就是按照制造工藝來(lái)劃分芯片的。此處的7nm、14nm 是指芯片內(nèi)部晶體管柵極的最小線寬（柵寬），下圖展示國(guó)際上芯片制造工藝的進(jìn)展。

一般情況下，工藝制程越先進(jìn)，芯片的性能越高，但制程先進(jìn)的芯片制造成本也高。市調(diào)機(jī)構(gòu)指出，通常情況下，一款 28nm 芯片 設(shè)計(jì)的研發(fā)投入約 1-2 億元，14nm 芯片約 2-3 億元，研發(fā)周期約 1-2 年?，F(xiàn)在工藝制程的發(fā)展已經(jīng)逼近極限，從平衡成本和性能上來(lái)考慮，工藝制程并非越先進(jìn)越好，而是選擇合適的更好。不同種類的芯片在制程最優(yōu)選擇上會(huì)有差異，比如數(shù)字芯片對(duì)先進(jìn)制程要求高，但是模擬芯片則不一定。

03按照使用功能分類

此種分類方式應(yīng)該是半導(dǎo)體元件分類中最復(fù)雜，但也是最常用的方式。

計(jì)算功能

這類芯片主要用作計(jì)算分析的，和人體大腦類似，分為主控芯片和輔助芯片。主控芯片中有CPU/SOC/FPGA/MCU，輔助芯片有主管圖形圖像處理的GPU和主打人工智能計(jì)算的AI芯片。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

DRAM、SDRAM、ROM、NAND等，主要是用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

感知功能

主要為傳感器，如MEMS、指紋芯片、CIS等，主要通過(guò)望聞問(wèn)切來(lái)感知外部世界。

傳輸功能

藍(lán)牙、WIFI、NB-IOT、寬帶、USB接口、以太網(wǎng)接口、HDMI接口、驅(qū)動(dòng)控制等，用于數(shù)據(jù)傳輸。

能源供給功能

電源芯片有DC-AC、LDO等，用于能源供給。

04按照設(shè)計(jì)方式分類

以設(shè)計(jì)方式分類，當(dāng)今的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)有兩大陣營(yíng)：FPGA 和 ASIC。其中FPGA發(fā)展在先，目前仍是主流應(yīng)用。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)FPGA是通用可編程邏輯芯片，可以DIY編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的數(shù)字電路；ASIC是上文所說(shuō)的專用數(shù)字芯片，設(shè)計(jì)好數(shù)字電路后，流片生成出來(lái)的是不可以更改的芯片。前者的特點(diǎn)在于可重構(gòu)定義芯片功能，靈活性強(qiáng)；后者的專用性強(qiáng)，一般是針對(duì)某一特定應(yīng)用定制開(kāi)發(fā)。

兩種芯片都是隨著半導(dǎo)體工藝發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求而來(lái)，從幾十納米到現(xiàn)在的7納米制程，性能都在不斷提升。

應(yīng)用方向差異卻逐漸明顯：FPGA在上市速度、一次性測(cè)試成本、配置性上表現(xiàn)突出；而ASIC在運(yùn)算性能、量產(chǎn)成本上遠(yuǎn)勝于FPGA。不過(guò)，因?yàn)锳SIC 是固定的電路，如果設(shè)計(jì)更新，新一代芯片就要重新設(shè)計(jì)，定模，加工。雙方算是各有所長(zhǎng)。

05小結(jié)

看到這里，相信大家對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品分類都有了比較清晰的認(rèn)知，但還要特別注意的是，各個(gè)分類之間是相互獨(dú)立的，半導(dǎo)體產(chǎn)品根據(jù)不同的分類方式有不同的定位，形容一款半導(dǎo)體產(chǎn)品時(shí)，可以根據(jù)場(chǎng)景的需要采用不同的分類方式，也可以采用多種分類方式同時(shí)描述一款芯片。

審核編輯：湯梓紅