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Hay dos tipos de chips producidos por empresas de semiconductores. Generalmente los chips se clasifican según su función. Sin embargo, a veces se dividen en diferentes tipos según el circuito integrado (CI) utilizado.
En términos de función, las cuatro categorías principales de semiconductores son chips de memoria, microprocesadores, chips estándar y sistemas complejos en un chip (SoC). Según el tipo de circuito integrado, los chips se pueden dividir en tres tipos: chips digitales, chips analógicos y chips híbridos.
Desde un punto de vista funcional, los chips de memoria semiconductores almacenan datos y programas en computadoras y dispositivos de almacenamiento.
Los chips de memoria de acceso aleatorio (RAM) proporcionan espacio de trabajo temporal, mientras que los chips de memoria flash almacenan información de forma permanente (a menos que se borre). Los chips de memoria de sólo lectura (ROM) y de memoria de sólo lectura programable (PROM) no se pueden modificar. Por el contrario, los chips de memoria de sólo lectura programable y borrable (EPROM) y de memoria de sólo lectura borrable eléctricamente (EEPROM) son reemplazables.
Un microprocesador contiene una o más unidades centrales de procesamiento (CPU). Los servidores informáticos, las computadoras personales (PC), las tabletas y los teléfonos inteligentes pueden tener múltiples procesadores.
Los microprocesadores de 32 y 64 bits de las PC y servidores actuales se basan en las arquitecturas de chips x86, POWER y SPARC que se desarrollaron hace décadas. Por otro lado, los dispositivos móviles como los smartphones suelen utilizar la arquitectura de chip ARM. En productos como juguetes y vehículos se utilizan microprocesadores menos potentes de 8, 16 y 24 bits (llamados microcontroladores).
Técnicamente, una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) es un microprocesador capaz de representar gráficos para mostrarlos en dispositivos electrónicos. Introducidas en el mercado general en 1999, las GPU son conocidas por ofrecer los gráficos fluidos que los consumidores esperan de los vídeos y juegos modernos.
Antes de la llegada de la GPU a finales de la década de 1990, la representación de gráficos la realizaba la unidad central de procesamiento (CPU). Cuando se usa junto con la CPU, la GPU puede mejorar el rendimiento de la computadora al descargar algunas funciones que consumen muchos recursos, como la renderización, de la CPU. Esto acelera el procesamiento de aplicaciones porque la GPU puede realizar muchos cálculos al mismo tiempo. Este cambio también permite el desarrollo de software y actividades más avanzadas y que requieren un uso intensivo de recursos, como la minería de criptomonedas.
Los circuitos integrados industriales (CIC) son microcircuitos simples que se utilizan para realizar procedimientos de procesamiento repetitivos. Estos chips se producen en grandes volúmenes y a menudo se utilizan en dispositivos de un solo propósito, como lectores de códigos de barras. El mercado de circuitos integrados básicos se caracteriza por márgenes bajos y está dominado por los grandes fabricantes asiáticos de semiconductores. Si un IC se fabrica para un propósito específico, se denomina ASIC o circuito integrado de aplicación específica. Por ejemplo, la minería de bitcoins hoy en día se realiza con la ayuda de un ASIC, que realiza una sola función: minar. Los conjuntos de puertas programables en campo (FPGA) son otro circuito integrado estándar que se puede personalizar según las especificaciones del fabricante.
SoC (sistema en un chip) es uno de los tipos de chips más nuevos y el más popular entre los nuevos fabricantes. En un SoC, todos los componentes electrónicos necesarios para todo el sistema están integrados en un único chip. Los SoC son más versátiles que los chips de microcontroladores, que normalmente combinan una CPU con RAM, ROM y entrada/salida (E/S). En los teléfonos inteligentes, los SoC también pueden integrar gráficos, cámaras y procesamiento de audio y vídeo. Agregar un chip de control y un chip de radio crea una solución de tres chips.
Adoptando un enfoque diferente para clasificar los chips, la mayoría de los procesadores de computadora modernos utilizan circuitos digitales. Estos circuitos suelen combinar transistores y puertas lógicas. A veces se agrega un microcontrolador. Los circuitos digitales utilizan señales digitales discretas, generalmente basadas en un circuito binario. Se asignan dos voltajes diferentes, cada uno de los cuales representa un valor lógico diferente.
Los chips analógicos han sido reemplazados en gran medida (pero no completamente) por chips digitales. Los chips de potencia suelen ser chips analógicos. Las señales de banda ancha todavía requieren circuitos integrados analógicos y todavía se utilizan como sensores. En los circuitos analógicos, el voltaje y la corriente cambian continuamente en ciertos puntos del circuito.
Los circuitos integrados analógicos suelen incluir transistores y componentes pasivos como inductores, condensadores y resistencias. Los circuitos integrados analógicos son más propensos a generar ruido o pequeños cambios de voltaje, lo que puede provocar errores.
Los semiconductores para circuitos híbridos suelen ser circuitos integrados digitales con tecnologías complementarias que funcionan con circuitos analógicos y digitales. Los microcontroladores pueden incluir un convertidor analógico a digital (ADC) para interactuar con microcircuitos analógicos como sensores de temperatura.
Por el contrario, un convertidor de digital a analógico (DAC) permite que el microcontrolador genere voltajes analógicos para transmitir audio a través de un dispositivo analógico.
La industria de los semiconductores es rentable y dinámica e innova en muchos segmentos de los mercados de la informática y la electrónica. Saber qué tipos de semiconductores producen las empresas, como CPU, GPU y ASIC, puede ayudarle a tomar decisiones de inversión más inteligentes e informadas en todos los grupos industriales.
Hora de publicación: 29 de junio de 2023