NG体育芯片的分类方式可以有很多种,如果我们随机采访10位业内大佬,也许会得到10种不同的答案。
还有企业经常说的:我司的主营业务是 CPU芯片/存储芯片。其实这是从应用功能角度来分的。
今天我们就以钢铁侠为例,从应用功能的角度出发、以人做类比,进行一个详细的分类。
中央处理器(CPU),是系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。一般提到CPU,很难不第一时间想到Intel,世界上第一款商业化的处理器就是Intel 4004。除了Intel之外,AMD、IBM、高通等都是设计CPU芯片的代表性企业。国产不错的CPU公司有华为、龙芯、海光、北京君正等。
图形处理器(GPU),也叫视觉处理器或显示芯片,它一般是在电脑、手机这类移动设备上做图像和图形相关运算工作的微处理器。Intel、英伟达、AMD都是GPU领域的代表企业。这两年国产GPU市场也是全面开花,壁仞、摩尔线程、芯动科技、景嘉微等企业都纷纷发布了国产GPU。
数字信号处理器(DSP),是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。除了音视频领域,在自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等领域都能看到DSP的身影。Microchip、TI、ADI、ARM等公司都是DSP芯片领域的代表性企业。
微控制器(MCU),在一颗芯片上将计算、存储、接口等集成在一起,形成芯片级的计算机。MCU的用途比较广泛,但是它最大的应用场景还得是汽车,一辆汽车里就包含70多块MCU芯片。MCU芯片领域的国内外代表企业有:瑞萨电子、恩智浦、ST、华大半导体、士兰微、复旦微电子等。
存储芯片相当于人类的大脑皮层,用来储存信息和数据。心理学上说,人脑记忆可以分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。同样的,存储芯片也有不同的类型,起到不同的作用。
静态随机存取存储器(SRAM),只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持;但是只要断电,数据就会丢失。属于易失性存储器。
动态随机存取存储器(DRAM),只能将数据保持很短的时间,所以需要在通电状态下定时刷新,才能保持数据不变;断电后,数据就会丢失。同样属于易失性存储器。
只读存储器(ROM),信息一旦写入后就固定下来,即使切断电源,信息也不会丢失。属于非易失性存储器。
闪存(Flash),无论是否通电、是否刷新数据,都能够长久地保持数据。和ROM一样属于非易失性存储器。
我国作为世界上最大的存储芯片市场,但长期以来的存储芯片都是依赖进口。当下存储器市场可以说是被国外巨头垄断的状态,尤其是DRAM,光三星、海力士、美光这三家的市场占有率就在94%以上。为了突破存储芯片市场,现在国内也有多家存储芯片企业突围,比如长江存储、长鑫存储、兆易创新、华天科技、复旦微电子等。
传感器就相当于人类的五官,可以感知/测量生活中的声音、图像、温度、湿度、压力和光信号等。
CMOS图像传感器(CIS),是将光学图像转换成电子信号的电子设备,相当于人的视网膜,手机、相机乃至卫星的拍摄成像都缺不了它。CIS领域的国内外代表企业有:索尼、三星、豪威科技、格科微等。
微机电系统(MEMS),是按功能要求在芯片上把微电路和微机械集成于一体的系统。在手机中的应用尤其广泛,比如磁传感器、指纹传感器、环境传感器等。MEMS领域的国内外代表企业有:博通、博世、歌尔微电子、敏芯微、士兰微等。
触摸/触控芯片(Touch),大家日常使用的手机和平板电脑,它们就内含触控芯片,这种芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。Touch芯片领域的国内外代表企业有:Atmel、比亚迪、晨星半导体、汇顶科技。
电源芯片相当于人类的心脏,可以给身体其他器官提供营养物质。电源芯片可以给ASIC、DSP、CPU、Memory、FPGA及其他数字或模拟负载提供供电。
DC/DC电源芯片(DCDC),指直流转换为直流的电源,是开关电源芯片的一种(另一种是AC/DC)ng体育官网app下载。相较于AC/DC,DC/DC的设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化。
LDO低压差线性稳压器(LDO),是一种稳压器。在电子设计中,经常需要用不同的直流电压给不同器件供电,就可以通过LDO稳压芯片来实现。
电源管理单元(PMU),是一种高度集成的、更加便携式的电源管理方案,可以获得更高的电源转换效率和更低的功耗。
在电源芯片领域比较有代表性的国内外企业有:芯源系统、TI、英飞凌、东芝、瑞芯微、圣邦微电子、上海贝岭等。
蓝牙芯片(Bluetooth),蓝牙大家经常会用到,它是一种近距离无线连接技术,支持声音、图像的传输。在蓝牙芯片领域有代表性的企业有:高通、赛普拉斯、Dialog、ST、紫光展锐等。
无线芯片(WIFI)就不用多说了,上网冲浪必备,也是一种近距离无线通信。在WIFI芯片领域有代表性的企业有:高通、博通、Marvell、联发科、瑞昱、乐鑫等。
窄带物联网芯片(NB-loT),是一种远距离无线通信,属于广域网。可以应用到智能抄表、智慧路灯、智慧停车、共享单车等多种领域。在NB-loT芯片领域有代表性的企业有:高通、华为、中兴微、联发科、紫光展锐等。
通用串行总线芯片(USB),是一个外部总线标准,是应用在PC和手机领域的一种接口技术。它也是我们日常接触比较多的一种,比如电脑上的USB插口、手机的USB充电线,都和我们的生活息息相关。在USB芯片领域有代表性的企业有:赛普拉斯、恩智浦和全志科技。
高清多媒体接口芯片(HDMI),是一种全数字化视频和声音发送接口,可以发送未压缩的音频及视频信号。生活中的笔记本电脑、电视、机顶盒就有HDMI接口。在HDMI芯片领域有代表性的企业有:东芝、ADI和全志科技。
在芯片产业“国产替代化”盛行的当下,已经入行的工程师,在专业知识方面是信手拈来,但对于芯片分类却是不甚了解。而打算入行的工程师在参加企业面试时,甚至不清楚公司的主营芯片产品。
芯片是一种集成电路(Integrated Circuit, IC),也称为微电子芯片。芯片由几百万或数十亿个微小的电子元件(如晶体管和电容器)组成,通过精密的设计和制造技术,将它们集成到一个小而薄的硅片上,以完成复杂的电路功能。
存储芯片(Memory Chips):存储芯片用于存储数据和程序,如闪存(Flash Memory)、动态随机存储器(DRAM)、静态随机存储器(SRAM)等。
模拟芯片(Analog Chips):模拟芯片用于处理模拟信号,如声音、光信号等,它们通常用于音频和视频处理、无线通信、传感器和测量仪器等领域。
逻辑芯片(Logic Chips):逻辑芯片是一种数字电路芯片,用于完成各种逻辑运算和控制功能,如计算机中的中央处理器(CPU)、存储器(Memory)、时钟、控制器等。
混合信号芯片(Mixed-Signal Chips):混合信号芯片包含数字电路和模拟电路,它们用于连接数字和模拟系统,如模拟到数字转换器(ADC)、数字到模拟转换器(DAC)等。
通用芯片(General Purpose Chips):通用芯片是一种通用的电路芯片,可用于各种应用领域。
特定应用芯片(Application Specific Chips):特定应用芯片是一种专门为某些特定应用领域设计的芯片,如数字电视调谐器芯片、智能卡芯片、传感器芯片等。
芯片无处不在,手机、电脑、家电、汽车、高铁、电网、医疗仪器、机器人、工控设备等各种产品都离不开芯片,而人工智能、云计算、大数据、物联网等重要产业,无一例外地都需要芯片支撑。
按照常见的使用功能分类,芯片可以分为:处理器芯片、存储器、传感器、电源管理芯片、通信芯片、接口芯片、专用集成电路(ASIC)。
●处理器类:主要在系统中承担具体计算、控制任务的芯片,比如 MCU、CPU、GPU、NPU等。
●存储类:主要在系统中承担对数据的存储的芯片,以及一些存储控制器类芯片,比如DRAMng体育官网app下载,SRAM,Flash等。
●传感类:在系统中主要承担信息的采集、呈现与交互的芯片,这一类包含非常广泛,比如一般意义下的传感器、输入输出设备、一部分的信号处理芯片等。大众通常所熟知的麦克风、显示芯片、动作传感器、一部分的AD/DA芯片,都可以划入这一类。
●电源管理类:电子系统,需要提供源源不断的电能来维持,在系统中主要承担这部分功能的都可以划为这一类,比如PMIC、DC-DC、AC-DC、LDO和IGBT类都可以划入这一类别。
●通信类(有线、无线):主要在系统中承担通讯功能的芯片,比如一些以太网类芯片,交换类芯片,广域与局域网、点对点与自组网类芯片,以及辅助通讯的滤波、放大、功率等器件都可属于此类,大众通常所知道的WiFi、蓝牙、5G基带、GPS、NB-IoT、网卡、交换机等都可以被划分到这一类别中。
●接口类:常见的接口芯片包括通用串行总线芯片(USB)、高清多媒体接口芯片(HDMI)。
●专用集成电路(ASIC):ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的芯片,也称全定制芯片。例如二代身份证里的芯片,一证对应着一人。目前随着人工智能技术的发展应用,该领域芯片逐步丰富。
●阻容感被动器件类:除了承担主要任务的芯片之外,在一个系统中,还有对整个电路起到实际调节作用的电阻、电容等。在一定情况下,也可以把无源器件(被动元器件)划入这一类。
那什么是芯片呢?其实我们每天都在接触芯片,大部分时间都在和芯片做交互,但是我们看不见它,我们看到的只是一个整机。
例如,我们很多人都在用手机。如果我们离开手机,甚至不知道如何与别人交互,也不知道怎样查信息。但当我们拿到手机时却看不到任何的芯片,因为芯片在里面。
信号分为模拟信号和数字信号,数字芯片就是处理数字信号的,比如CPU、逻辑电路等;模拟芯片是处理模拟信号的,比如运算放大器、线性稳压器、基准电压源等。如今的芯片大多数都同时具有数字和模拟,一块芯片到底归属为哪类产品是没有绝对标准的,通常会根据芯片的核心功能来区分。
芯片可以用于航天、汽车、工业、消费不同的领域,之所以这么分是因为这些领域对于芯片的性能要求不一样,比如温度范围ng体育官网app下载、精度、连续无故障运行时间(寿命)等。举个例子:工业级芯片比商业级芯片的温度范围要更宽,航天级芯片的性能最好,同时价格也最贵。
刚刚说的触控芯片、存储芯片、蓝牙芯片......就是依据使用功能来分类的ng体育官网app下载。还有企业经常说的“我司的主营业务是 CPU芯片/WIFI芯片”,也从功能角度来分的。
集成度就是要看芯片上集成的元器件个数。现在智能手机里的芯片基本都是特大规模集成电路了,里面集合了数以亿计的元器件。
其实这属于早期来表述芯片集成度的方式,后来在发展过程中就以特征线宽(设计基准)的尺寸来表述,比如微米、纳米。也可以理解为我们现在所常说的工艺制程。
按照工艺制程可以分:5nm芯片、7nm芯片、14nm芯片、28nm芯片......
这里的nm其实就是指CMOS器件的栅长,也可以理解成最小布线宽度或者最小加工尺寸。
放眼全球,目前比较先进的制程就是台积电和三星的3nm,但是目前良率并不高(三星3nm良率仅有10-20%)。国内最先进的制程是中芯国际的14nm。
“芯片”是指集成电路,它是微电子技术的主要产品.所谓微电子是相对强电、弱电’等概念而言,指它处理的电子信号极其微小.它是现代信息技术的基础,我们通常所接触的电子产品,包括通讯、电脑、智能化系统、自动控制、空间技术、电台、电视等等都是在微电子技术的基础上发展起来的。
原理:芯片是一种集成电路,由大量的晶体管构成。不同的芯片有不同的集成规模,大到几亿;小到几十、几百个晶体管。晶体管有两种状态,开和关ng体育官网app下载,用1、0来表示。
多个晶体管产生的多个1与0的信号,这些信号被设定成特定的功能(即指令和数据),来表示或处理字母、数字、颜色和图形等。芯片加电以后,首先产生一个启动指令,来启动芯片,以后就不断接受新指令和数据,来完成功能。
集成电路的分类方法很多,依照电路属模拟或数字,可以分为:模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路(模拟和数字在一个芯片上)。