Yarımkeçiriciləri necə təsnif etmək olar

Yarımkeçiricilər üçün məhsul standartı, emal siqnalının növü, istehsal prosesi, istifadə funksiyası, tətbiq sahəsi və dizayn üsulu ilə təsnif edilən altı təsnifat mövcuddur.

1ã Məhsul standartına görə təsnifat

Yarımkeçiriciləri dörd kateqoriyaya bölmək olar: inteqral sxemlər, diskret qurğular, fotoelektrik cihazlar və sensorlar. Onların arasında inteqral sxemlər ən mühümdür.

İnteqrasiya edilmiş sxemlər, yəni IC-lər, çiplər və çiplər. İnteqrasiya edilmiş sxemləri daha da dörd alt sahəyə bölmək olar: analoq sxemlər, məntiq sxemləri, mikroprosessorlar və yaddaş. Kütləvi informasiya vasitələrində sensorlar, diskret qurğular və s. həm də IC və ya çiplər adlanır.

2019-cu ildə inteqral sxemlər qlobal yarımkeçirici məhsul satışlarının 84%-ni, diskret cihazların 3%-dən çoxunu, fotoelektrik cihazların 8%-ni və sensorların 3%-ni təşkil edib.

2ã Siqnalın işlənməsi ilə təsnifat

Daha çox analoq siqnalları emal edən çip analoq çip, daha çox rəqəmsal siqnalı emal edən çip isə rəqəmsal çipdir.

Analoq siqnallar sadəcə olaraq davamlı olaraq yayılan siqnallardır, məsələn, səs. Təbiətdə ən çox yayılmış növ analoq siqnallardır. Uyğun olan 0 və 1 və məntiqi olmayan qapılardan ibarət diskret rəqəmsal siqnaldır.

Analoq siqnallar və rəqəmsal siqnallar bir-birinə çevrilə bilər. Məsələn, mobil telefondakı şəkil analoq siqnaldır, onu ADC çeviricisi vasitəsilə rəqəmsal siqnala çevirmək, rəqəmsal çiplə emal etmək və nəhayət, DAC çevirici vasitəsilə analoq siqnala çevirmək olar.

Ümumi analoq çiplərə əməliyyat gücləndiriciləri, rəqəmsaldan analoqa çeviricilərə, faza kilidli dövrələrə, gücü idarə edən çiplərə, komparatorlara və s.

Ümumi rəqəmsal çiplərə ümumi təyinatlı rəqəmsal IC-lər və xüsusi rəqəmsal IC-lər (ASIC) daxildir. Ümumi rəqəmsal IC-lərə yaddaş DRAM, mikro nəzarətçi MCU, mikroprosessor MPU və s. Xüsusi IC müəyyən bir istifadəçinin xüsusi məqsədi üçün hazırlanmış bir dövrədir.

3ã İstehsal prosesinə görə təsnifat

Biz tez-tez "7nm" və ya "14nm" çip terminini eşidirik, burada nanometrlər çipin içərisindəki tranzistorun qapısının uzunluğuna istinad edir, bu, çipin içərisində minimum xətt eni olur. Bir sözlə, xətlər arasındakı məsafəyə aiddir.

Cari istehsal prosesi su hövzəsi kimi 28 nm çəkir və 28 nm-dən aşağı olanlar qabaqcıl istehsal prosesləri adlanır. Hal-hazırda materik Çində ən qabaqcıl istehsal prosesi SMIC-in 14nm-dir. TSMC və Samsung hazırda dünyada 5nm, 3nm və 2nm seriyalı istehsal etməyi planlaşdıran yeganə şirkətlərdir.

Ümumiyyətlə, istehsal prosesi nə qədər təkmil olsa, çipin performansı bir o qədər yüksəkdir və istehsal dəyəri bir o qədər yüksəkdir. Ümumiyyətlə, 28 nanometrlik çip dizaynı üçün Ar-Ge investisiyası 1-2 milyard yuan qədər yüksəkdir, 14 nm çip isə 2-3 milyard yuan tələb edir.

4ã İstifadə funksiyasına görə təsnifat

İnsan orqanlarına görə analoq edə bilərik:

Brain - Hesablama funksiyası, hesablama analizi üçün istifadə olunur, əsas idarəetmə çipi və köməkçi çipə bölünür. Əsas idarəetmə çipinə CPU, FPGA və MCU, köməkçi çipdə isə qrafika və təsvirin işlənməsinə cavabdeh olan GPU və süni intellekt hesablamalarına cavabdeh olan AI çipi daxildir.

Serebral korteks - Məlumat saxlama funksiyaları, məsələn, DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM) və s.

Beş duyğu - hissetmə funksiyaları, o cümlədən sensorlar, məsələn, MEMS, barmaq izi çipləri (mikrofon MEMS, CIS) və s.

Əzalar - Məlumat ötürülməsi üçün Bluetooth, WIFI, NB-IOT, USB (HDMI interfeysi, sürücüyə nəzarət) interfeysləri kimi ötürmə funksiyaları.

Ürək - Enerji təchizatı, məsələn, DC-AC, LDO və s.

5ã Tətbiq sahəsinə görə təsnifat

Onu dörd kateqoriyaya bölmək olar, yəni mülki dərəcəli, sənaye dərəcəsi, avtomobil dərəcəsi və hərbi dərəcəli.

6ã Dizayn üsulu ilə təsnifat

Bu gün yarımkeçirici dizayn üçün iki əsas düşərgə var, biri yumşaq, digəri isə sərtdir, yəni FPGA və ASIC. FPGA ilk dəfə hazırlanmışdır və hələ də əsasdır. FPGA müxtəlif rəqəmsal sxemləri həyata keçirmək üçün DIY proqramlaşdırıla bilən ümumi məqsədli proqramlaşdırıla bilən məntiq çipidir. ASIC xüsusi rəqəmsal çipdir. Rəqəmsal dövrə dizayn edildikdən sonra yaradılan çip dəyişdirilə bilməz. FPGA güclü çevikliklə çip funksiyalarını yenidən qura və təyin edə bilər, ASIC isə daha güclü spesifikliyə malikdir.