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Es gibt zwei Arten von Chips, die von Halbleiterunternehmen hergestellt werden.Im Allgemeinen werden Chips nach ihrer Funktion klassifiziert.Abhängig vom verwendeten integrierten Schaltkreis (IC) werden sie jedoch manchmal in verschiedene Typen unterteilt.
Hinsichtlich der Funktion sind die vier Hauptkategorien von Halbleitern Speicherchips, Mikroprozessoren, Standardchips und komplexe Systeme auf einem Chip (SoC).Je nach Art der integrierten Schaltung können Chips in drei Typen unterteilt werden: digitale Chips, analoge Chips und Hybridchips.
Aus funktionaler Sicht speichern Halbleiterspeicherchips Daten und Programme auf Computern und Speichergeräten.
RAM-Chips (Random Access Memory) bieten temporären Arbeitsspeicher, während Flash-Speicherchips Informationen dauerhaft speichern (sofern sie nicht gelöscht werden).Nur-Lese-Speicherchips (ROM) und programmierbare Nur-Lese-Speicherchips (PROM) können nicht geändert werden.Im Gegensatz dazu sind löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicherchips (EPROM) und elektrisch löschbare Nur-Lese-Speicherchips (EEPROM) austauschbar.
Ein Mikroprozessor enthält eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPUs).Computerserver, Personalcomputer (PCs), Tablets und Smartphones können über mehrere Prozessoren verfügen.
Die 32-Bit- und 64-Bit-Mikroprozessoren in heutigen PCs und Servern basieren auf den vor Jahrzehnten entwickelten x86-, POWER- und SPARC-Chiparchitekturen.Mobilgeräte wie Smartphones nutzen hingegen meist die ARM-Chip-Architektur.Weniger leistungsstarke 8-Bit-, 16-Bit- und 24-Bit-Mikroprozessoren (sogenannte Mikrocontroller) werden in Produkten wie Spielzeug und Fahrzeugen verwendet.
Technisch gesehen ist eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) ein Mikroprozessor, der Grafiken für die Anzeige auf elektronischen Geräten rendern kann.GPUs wurden 1999 auf den allgemeinen Markt gebracht und sind dafür bekannt, die flüssigen Grafiken zu liefern, die Verbraucher von modernen Videos und Spielen erwarten.
Vor dem Aufkommen der GPU Ende der 1990er Jahre wurde die Grafikwiedergabe von der Zentraleinheit (CPU) durchgeführt.In Verbindung mit der CPU kann die GPU die Computerleistung verbessern, indem sie einige ressourcenintensive Funktionen wie das Rendern von der CPU entlastet.Dies beschleunigt die Anwendungsverarbeitung, da die GPU viele Berechnungen gleichzeitig durchführen kann.Dieser Wandel ermöglicht auch die Entwicklung fortschrittlicherer und ressourcenintensiverer Software und Aktivitäten wie Kryptowährungs-Mining.
Industrielle integrierte Schaltkreise (CICs) sind einfache Mikroschaltkreise, die zur Durchführung sich wiederholender Verarbeitungsvorgänge verwendet werden.Diese Chips werden in großen Mengen hergestellt und häufig in Einzweckgeräten wie Barcode-Scannern verwendet.Der Markt für integrierte Standardschaltkreise zeichnet sich durch niedrige Margen aus und wird von großen asiatischen Halbleiterherstellern dominiert.Wenn ein IC für einen bestimmten Zweck hergestellt wird, wird er als ASIC oder Application Specific Integrated Circuit bezeichnet.Beispielsweise erfolgt das Bitcoin-Mining heute mit Hilfe eines ASIC, der nur eine Funktion erfüllt: das Mining.Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind ein weiterer Standard-IC, der nach Herstellerspezifikationen angepasst werden kann.
SoC (System on a Chip) ist einer der neuesten Chiptypen und bei neuen Herstellern am beliebtesten.In einem SoC sind alle für das Gesamtsystem erforderlichen elektronischen Komponenten in einem einzigen Chip verbaut.SoCs sind vielseitiger als Mikrocontroller-Chips, die typischerweise eine CPU mit RAM, ROM und Ein-/Ausgabe (I/O) kombinieren.In Smartphones können SoCs auch Grafiken, Kameras sowie Audio- und Videoverarbeitung integrieren.Durch das Hinzufügen eines Steuerchips und eines Funkchips entsteht eine Drei-Chip-Lösung.
Bei der Klassifizierung von Chips verfolgen die meisten modernen Computerprozessoren einen anderen Ansatz und verwenden digitale Schaltkreise.Diese Schaltungen kombinieren normalerweise Transistoren und Logikgatter.Manchmal wird ein Mikrocontroller hinzugefügt.Digitale Schaltungen verwenden digitale diskrete Signale, die normalerweise auf einer binären Schaltung basieren.Es werden zwei unterschiedliche Spannungen zugewiesen, die jeweils einen anderen logischen Wert darstellen.
Analoge Chips wurden weitgehend (aber nicht vollständig) durch digitale Chips ersetzt.Leistungschips sind in der Regel analoge Chips.Breitbandsignale erfordern immer noch analoge ICs und werden immer noch als Sensoren verwendet.In analogen Schaltkreisen ändern sich Spannung und Strom an bestimmten Punkten des Schaltkreises kontinuierlich.
Analoge ICs umfassen typischerweise Transistoren und passive Komponenten wie Induktivitäten, Kondensatoren und Widerstände.Analoge ICs sind anfälliger für Rauschen oder kleine Spannungsänderungen, die zu Fehlern führen können.
Halbleiter für Hybridschaltungen sind typischerweise digitale ICs mit komplementären Technologien, die sowohl mit analogen als auch mit digitalen Schaltungen funktionieren.Mikrocontroller können einen Analog-Digital-Wandler (ADC) zur Schnittstelle mit analogen Mikroschaltungen wie Temperatursensoren enthalten.
Im Gegensatz dazu ermöglicht ein Digital-Analog-Wandler (DAC) dem Mikrocontroller, analoge Spannungen zu erzeugen, um Audio über ein analoges Gerät zu übertragen.
Die Halbleiterindustrie ist profitabel und dynamisch und bringt in vielen Segmenten der Computer- und Elektronikmärkte Innovationen hervor.Wenn Sie wissen, welche Arten von Halbleitern Unternehmen wie CPUs, GPUs und ASICs herstellen, können Sie branchenübergreifend intelligentere und fundiertere Investitionsentscheidungen treffen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29. Juni 2023