半导体分类你了解多少？

张明 0 2024-01-18

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半导体

提到半导体，大家应该都耳熟能详，但种类如此繁多，大家是否清楚的了解半导体产品的类别应该如何区分呢？今天，小析姐来为大家科普一下半导体的几大产品类别和应用领域。

按照国际通行的半导体产品标准方式进行分类，半导体可以分为四类：集成电路，分立器件，传感器和光电器件。

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按照处理信号分类

处理模拟信号的芯片叫做模拟芯片，处理数字信号的芯片叫做数字芯片。

模拟芯片产品种类多，常见的有集成运算放大器、数模转换器、乘法器、集成稳压器、定时器、信号发生器、比较器等，每一类产品根据客户对产品性能需求的不同会有很多个系列的产品。单一产品往往可以用在不同客户、不同领域，模拟芯片生命周期很长，终端客户需求稳定，周期性很弱。

数字芯片是近年来应用最广、发展最快的IC品种，可分为通用数字IC和专用数字IC。通用IC是指那些用户多、使用领域广泛、标准型的电路，如存储器（DRAM、FLASH等）、微型元件（微处理器MPU、微控制器MCU、数字处理器DSP等）、逻辑电路（门阵列、显示驱动器等）等，反映了数字IC的现状和水平。专用IC（ASIC）是指为特定的用户、某种专门或特别的用途而设计的电路。

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按照制造工艺分类

这种分类可能是我们最为常见的，比如时常听到的14nm芯片、7nm芯片等就是按照制造工艺来划分芯片的。此处的7nm、14nm 是指芯片内部晶体管栅极的最小线宽（栅宽），下图展示国际上芯片制造工艺的进展。

一般情况下，工艺制程越先进，芯片的性能越高，但制程先进的芯片制造成本也高。市调机构指出，通常情况下，一款 28nm 芯片设计的研发投入约 1-2 亿元，14nm 芯片约 2-3 亿元，研发周期约 1-2 年。现在工艺制程的发展已经逼近极限，从平衡成本和性能上来考虑，工艺制程并非越先进越好，而是选择合适的更好。不同种类的芯片在制程最优选择上会有差异，比如数字芯片对先进制程要求高，但是模拟芯片则不一定。

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按照使用功能分类

此种分类方式应该是半导体元件分类中最复杂，但也是最常用的方式。

l 计算功能

这类芯片主要用作计算分析的，和人体大脑类似，分为主控芯片和辅助芯片。主控芯片中有CPU/SOC/FPGA/MCU，辅助芯片有主管图形图像处理的GPU和主打人工智能计算的AI芯片。

l 数据存储功能

DRAM、SDRAM、ROM、NAND等，主要是用于数据存储。

l 感知功能

主要为传感器，如MEMS、指纹芯片、CIS等，主要通过望闻问切来感知外部世界。

l 传输功能

蓝牙、WIFI、NB-IOT、宽带、USB接口、以太网接口、HDMI接口、驱动控制等，用于数据传输。

l 能源供给功能

电源芯片有DC-AC、LDO等，用于能源供给。

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按照设计方式分类

以设计方式分类，当今的半导体设计有两大阵营：FPGA 和 ASIC。其中FPGA发展在先，目前仍是主流应用。

简单来说FPGA是通用可编程逻辑芯片，可以DIY编程实现各种各样的数字电路；ASIC是上文所说的专用数字芯片，设计好数字电路后，流片生成出来的是不可以更改的芯片。前者的特点在于可重构定义芯片功能，灵活性强；后者的专用性强，一般是针对某一特定应用定制开发。

两种芯片都是随着半导体工艺发展和物联网应用需求而来，从几十纳米到现在的7纳米制程，性能都在不断提升。应用方向差异却逐渐明显：FPGA在上市速度、一次性测试成本、配置性上表现突出；而ASIC在运算性能、量产成本上远胜于FPGA。不过，因为ASIC 是固定的电路，如果设计更新，新一代芯片就要重新设计，定模，加工。双方算是各有所长。

小结

看到这里，相信大家对半导体产品分类都有了比较清晰的认知，但还要特别注意的是，各个分类之间是相互独立的，半导体产品根据不同的分类方式有不同的定位，形容一款半导体产品时，可以根据场景的需要采用不同的分类方式，也可以采用多种分类方式同时描述一款芯片。

内容来源：半导体材料与工艺设备

责任编辑：展源

审　　核：何发

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