సెమీకండక్టర్లను ఎలా వర్గీకరించాలి

సెమీకండక్టర్ల కోసం ఆరు వర్గీకరణలు ఉన్నాయి, ఇవి ఉత్పత్తి ప్రమాణం, ప్రాసెసింగ్ సిగ్నల్ రకం, తయారీ ప్రక్రియ, వినియోగ పనితీరు, అప్లికేషన్ ఫీల్డ్ మరియు డిజైన్ పద్ధతి ద్వారా వర్గీకరించబడ్డాయి.

1ã ఉత్పత్తి ప్రమాణం ద్వారా వర్గీకరణ

సెమీకండక్టర్లను నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, డిస్క్రీట్ పరికరాలు, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు మరియు సెన్సార్లు. వాటిలో ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు చాలా ముఖ్యమైనవి.

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు, అవి, ICలు, చిప్స్ మరియు చిప్స్. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను నాలుగు ఉప ప్రాంతాలుగా విభజించవచ్చు: అనలాగ్ సర్క్యూట్‌లు, లాజిక్ సర్క్యూట్‌లు, మైక్రోప్రాసెసర్‌లు మరియు మెమరీ. మాస్ మీడియాలో, సెన్సార్లు, వివిక్త పరికరాలు మొదలైనవి కూడా ICలు లేదా చిప్స్‌గా సూచిస్తారు.

2019లో, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు గ్లోబల్ సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తి అమ్మకాలలో 84% వాటాను కలిగి ఉన్నాయి, వివిక్త పరికరాలలో 3%, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు 8% మరియు సెన్సార్‌లలో 3% కంటే చాలా ఎక్కువ.

2ã ప్రాసెసింగ్ సిగ్నల్ ద్వారా వర్గీకరణ

ఎక్కువ అనలాగ్ సిగ్నల్‌లను ప్రాసెస్ చేసే చిప్ అనలాగ్ చిప్ మరియు మరిన్ని డిజిటల్ సిగ్నల్‌లను ప్రాసెస్ చేసే చిప్ డిజిటల్ చిప్.

అనలాగ్ సిగ్నల్స్ అంటే ధ్వని వంటి నిరంతరం విడుదలయ్యే సంకేతాలు. ప్రకృతిలో అత్యంత సాధారణ రకం అనలాగ్ సిగ్నల్స్. సంబంధిత 0 మరియు 1 మరియు నాన్ లాజిక్ గేట్‌లతో కూడిన వివిక్త డిజిటల్ సిగ్నల్.

అనలాగ్ సిగ్నల్స్ మరియు డిజిటల్ సిగ్నల్స్ ఒకదానికొకటి మార్చబడతాయి. ఉదాహరణకు, మొబైల్ ఫోన్‌లోని చిత్రం అనలాగ్ సిగ్నల్, ఇది ADC కన్వర్టర్ ద్వారా డిజిటల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది, డిజిటల్ చిప్ ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది మరియు చివరకు DAC కన్వర్టర్ ద్వారా అనలాగ్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది.

సాధారణ అనలాగ్ చిప్‌లలో ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్‌లు, డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ కన్వర్టర్‌లు, ఫేజ్ లాక్డ్ లూప్‌లు, పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ చిప్‌లు, కంపారేటర్‌లు మొదలైనవి ఉన్నాయి.

సాధారణ డిజిటల్ చిప్‌లలో సాధారణ-ప్రయోజన డిజిటల్ ICలు మరియు అంకితమైన డిజిటల్ ICలు (ASICలు) ఉంటాయి. సాధారణ డిజిటల్ ICలలో మెమరీ DRAM, మైక్రోకంట్రోలర్ MCU, మైక్రోప్రాసెసర్ MPU మొదలైనవి ఉన్నాయి. అంకితమైన IC అనేది నిర్దిష్ట వినియోగదారు యొక్క నిర్దిష్ట ప్రయోజనం కోసం రూపొందించబడిన సర్క్యూట్.

3ã తయారీ ప్రక్రియ ద్వారా వర్గీకరణ

మేము తరచుగా "7nm" లేదా "14nm" చిప్ అనే పదాన్ని వింటాము, దీనిలో నానోమీటర్లు చిప్ లోపల ఉన్న ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క గేట్ పొడవును సూచిస్తాయి, ఇది చిప్ లోపల కనీస పంక్తి వెడల్పు. సంక్షిప్తంగా, ఇది పంక్తుల మధ్య దూరాన్ని సూచిస్తుంది.

ప్రస్తుత తయారీ ప్రక్రియ వాటర్‌షెడ్‌గా 28 nm పడుతుంది మరియు 28 nm కంటే తక్కువ ఉన్న వాటిని అధునాతన తయారీ ప్రక్రియలుగా సూచిస్తారు. ప్రస్తుతం, చైనా ప్రధాన భూభాగంలో అత్యంత అధునాతన తయారీ ప్రక్రియ SMIC యొక్క 14nm. TSMC మరియు Samsung ప్రస్తుతం ప్రపంచంలో 5nm, 3nm మరియు 2nm భారీ ఉత్పత్తిని ప్లాన్ చేస్తున్న ఏకైక కంపెనీలు.

సాధారణంగా చెప్పాలంటే, తయారీ ప్రక్రియ ఎంత అభివృద్ధి చెందితే, చిప్ యొక్క పనితీరు ఎక్కువ మరియు తయారీ వ్యయం ఎక్కువ. సాధారణంగా, 28nm చిప్ డిజైన్ కోసం R&D పెట్టుబడి 1-2 బిలియన్ యువాన్ల వరకు ఉంటుంది, అయితే 14nm చిప్‌కు 2-3 బిలియన్ యువాన్లు అవసరం.

4ã ఉపయోగం ఫంక్షన్ ద్వారా వర్గీకరణ

మానవ అవయవాలను బట్టి మనం సారూప్యత చేయవచ్చు:

మెదడు - కంప్యూటేషనల్ ఫంక్షన్, గణన విశ్లేషణ కోసం ఉపయోగిస్తారు, ప్రధాన నియంత్రణ చిప్ మరియు సహాయక చిప్ విభజించబడింది. ప్రధాన నియంత్రణ చిప్‌లో CPU, FPGA మరియు MCU ఉన్నాయి, అయితే సహాయక చిప్‌లో గ్రాఫిక్స్ మరియు ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్‌కు బాధ్యత వహించే GPU మరియు కృత్రిమ మేధస్సు కంప్యూటింగ్‌కు బాధ్యత వహించే AI చిప్ ఉన్నాయి.

సెరిబ్రల్ కార్టెక్స్ - DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM) మొదలైన డేటా నిల్వ విధులు.

ఐదు ఇంద్రియాలు - సెన్సింగ్ ఫంక్షన్‌లు, ప్రధానంగా MEMS, వేలిముద్ర చిప్స్ (మైక్రోఫోన్ MEMS, CIS) వంటి సెన్సార్‌లతో సహా.

అవయవాలు - డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం బ్లూటూత్, WIFI, NB-IOT, USB (HDMI ఇంటర్‌ఫేస్, డ్రైవ్ కంట్రోల్) ఇంటర్‌ఫేస్‌ల వంటి బదిలీ ఫంక్షన్‌లు.

గుండె - DC-AC, LDO మొదలైన శక్తి సరఫరా.

5ã అప్లికేషన్ ఫీల్డ్ ద్వారా వర్గీకరణ

దీనిని సివిల్ గ్రేడ్, ఇండస్ట్రియల్ గ్రేడ్, ఆటోమోటివ్ గ్రేడ్ మరియు మిలిటరీ గ్రేడ్ అని నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు.

6ã డిజైన్ పద్ధతి ద్వారా వర్గీకరణ

నేడు, సెమీకండక్టర్ డిజైన్ కోసం రెండు ప్రధాన శిబిరాలు ఉన్నాయి, ఒకటి మృదువైనది మరియు మరొకటి కఠినమైనది, అవి FPGA మరియు ASIC. FPGA మొదట అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు ఇప్పటికీ ప్రధాన స్రవంతి. FPGA అనేది ఒక సాధారణ-ప్రయోజన ప్రోగ్రామబుల్ లాజిక్ చిప్, ఇది వివిధ డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లను అమలు చేయడానికి DIY ప్రోగ్రామ్ చేయబడుతుంది. ASIC ఒక ప్రత్యేక డిజిటల్ చిప్. డిజిటల్ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించిన తర్వాత, ఉత్పత్తి చేయబడిన చిప్‌ను మార్చడం సాధ్యం కాదు. FPGA బలమైన వశ్యతతో చిప్ ఫంక్షన్‌లను పునర్నిర్మించగలదు మరియు నిర్వచించగలదు, అయితే ASIC బలమైన నిర్దిష్టతను కలిగి ఉంటుంది.