انواع اصلی ریز مدارهای تولید شده توسط شرکت های نیمه هادی

مشارکت‌کنندگان اینوستوپدیا از پیشینه‌های متنوعی می‌آیند و هزاران نویسنده و ویراستار با تجربه در طی 24 سال همکاری داشته‌اند.
دو نوع تراشه توسط شرکت های نیمه هادی تولید می شود.به طور کلی تراشه ها بر اساس عملکردشان طبقه بندی می شوند.با این حال، آنها گاهی اوقات بسته به مدار مجتمع (IC) مورد استفاده به انواع مختلفی تقسیم می شوند.
از نظر عملکرد، چهار دسته اصلی نیمه هادی ها عبارتند از تراشه های حافظه، ریزپردازنده ها، تراشه های استاندارد و سیستم های پیچیده روی یک تراشه (SoC).بر اساس نوع مدار مجتمع، تراشه ها را می توان به سه نوع تراشه های دیجیتال، تراشه های آنالوگ و تراشه های هیبریدی تقسیم کرد.
از نقطه نظر عملکردی، تراشه های حافظه نیمه هادی داده ها و برنامه ها را روی رایانه ها و دستگاه های ذخیره سازی ذخیره می کنند.
تراشه های حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) فضای کاری موقت را فراهم می کنند، در حالی که تراشه های حافظه فلش اطلاعات را به طور دائم ذخیره می کنند (مگر اینکه پاک شوند).تراشه های حافظه فقط خواندنی (ROM) و حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (PROM) قابل تغییر نیستند.در مقابل، تراشه‌های حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی (EPROM) و حافظه فقط خواندنی قابل پاک‌سازی (EEPROM) قابل تعویض هستند.
یک ریزپردازنده شامل یک یا چند واحد پردازش مرکزی (CPU) است.سرورهای رایانه، رایانه های شخصی (PC)، تبلت ها و تلفن های هوشمند ممکن است چندین پردازنده داشته باشند.
ریزپردازنده‌های 32 بیتی و 64 بیتی در رایانه‌های شخصی و سرورهای امروزی مبتنی بر معماری تراشه‌های x86، POWER و SPARC هستند که دهه‌ها پیش توسعه یافته‌اند.از سوی دیگر، دستگاه های تلفن همراه مانند گوشی های هوشمند معمولا از معماری تراشه ARM استفاده می کنند.ریزپردازنده های 8 بیتی، 16 بیتی و 24 بیتی کمتر قدرتمند (به نام میکروکنترلر) در محصولاتی مانند اسباب بازی ها و وسایل نقلیه استفاده می شود.
از نظر فنی، یک واحد پردازش گرافیکی (GPU) یک ریزپردازنده است که قادر به ارائه تصاویر گرافیکی برای نمایش در دستگاه های الکترونیکی است.پردازنده‌های گرافیکی که در سال 1999 به بازار عمومی معرفی شدند، به دلیل ارائه گرافیک روانی که مصرف‌کنندگان از ویدیو و بازی مدرن انتظار دارند، شناخته شده‌اند.
قبل از ظهور GPU در اواخر دهه 1990، رندر گرافیکی توسط واحد پردازش مرکزی (CPU) انجام می شد.هنگامی که GPU در ارتباط با CPU استفاده می شود، می تواند عملکرد کامپیوتر را با بارگذاری برخی از عملکردهای پرمصرف مانند رندر از CPU بهبود بخشد.این سرعت پردازش برنامه را افزایش می دهد زیرا GPU می تواند محاسبات زیادی را همزمان انجام دهد.این تغییر همچنین امکان توسعه نرم‌افزارها و فعالیت‌های پیشرفته‌تر و با منابع فشرده‌تر مانند استخراج ارزهای دیجیتال را فراهم می‌کند.
مدارهای مجتمع صنعتی (CIC) ریزمدارهای ساده ای هستند که برای انجام فرآیندهای پردازش مکرر استفاده می شوند.این تراشه ها در حجم بالا تولید می شوند و اغلب در دستگاه های تک منظوره مانند اسکنر بارکد استفاده می شوند.بازار مدارهای مجتمع کالایی با حاشیه های کم مشخص می شود و توسط تولیدکنندگان بزرگ نیمه هادی آسیایی تحت سلطه است.اگر IC برای هدف خاصی ساخته شده باشد، ASIC یا Application Specific Integrated Circuit نامیده می شود.به عنوان مثال، استخراج بیت کوین امروزه با کمک یک ASIC انجام می شود که تنها یک عملکرد را انجام می دهد: استخراج.آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی میدانی (FPGA) یکی دیگر از IC های استاندارد است که می تواند بر اساس مشخصات سازنده سفارشی شود.
SoC (سیستم روی یک تراشه) یکی از جدیدترین انواع تراشه ها و محبوب ترین در بین سازندگان جدید است.در یک SoC، تمام اجزای الکترونیکی مورد نیاز برای کل سیستم در یک تراشه واحد ساخته می شوند.SoCها نسبت به تراشه های میکروکنترلر که معمولا CPU را با RAM، ROM و ورودی/خروجی (I/O) ترکیب می کنند، تطبیق پذیرتر هستند.در گوشی‌های هوشمند، SoCها همچنین می‌توانند گرافیک، دوربین و پردازش صوتی و تصویری را ادغام کنند.افزودن یک تراشه کنترل و یک تراشه رادیویی یک راه حل سه تراشه ایجاد می کند.
با اتخاذ رویکردی متفاوت برای طبقه بندی تراشه ها، اکثر پردازنده های کامپیوتری مدرن از مدارهای دیجیتال استفاده می کنند.این مدارها معمولا ترانزیستورها و گیت های منطقی را با هم ترکیب می کنند.گاهی اوقات یک میکروکنترلر اضافه می شود.مدارهای دیجیتال از سیگنال‌های گسسته دیجیتالی استفاده می‌کنند که معمولاً مبتنی بر مدار دودویی هستند.دو ولتاژ مختلف تخصیص داده شده است که هر یک مقدار منطقی متفاوتی را نشان می دهد.
تراشه های آنالوگ تا حد زیادی (اما نه به طور کامل) با تراشه های دیجیتال جایگزین شده اند.تراشه های پاور معمولا تراشه های آنالوگ هستند.سیگنال های باند پهن همچنان به IC های آنالوگ نیاز دارند و همچنان به عنوان سنسور استفاده می شوند.در مدارهای آنالوگ، ولتاژ و جریان به طور مداوم در نقاط خاصی از مدار تغییر می کنند.
آی سی های آنالوگ معمولاً شامل ترانزیستورها و اجزای غیرفعال مانند سلف ها، خازن ها و مقاومت ها هستند.آی سی های آنالوگ بیشتر مستعد نویز یا تغییرات کوچک ولتاژ هستند که می تواند منجر به خطا شود.
نیمه هادی های مدارهای هیبریدی معمولاً آی سی های دیجیتال با فناوری های مکمل هستند که با مدارهای آنالوگ و دیجیتال کار می کنند.میکروکنترلرها ممکن است شامل یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای ارتباط با ریزمدارهای آنالوگ مانند سنسورهای دما باشند.
در مقابل، یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) به میکروکنترلر اجازه می دهد تا ولتاژ آنالوگ را برای انتقال صدا از طریق دستگاه آنالوگ تولید کند.
صنعت نیمه هادی سودآور و پویا است و در بسیاری از بخش های بازارهای محاسباتی و الکترونیکی نوآوری دارد.دانستن اینکه شرکت‌ها چه نوع نیمه‌هادی‌هایی مانند CPU، GPU، ASIC تولید می‌کنند، می‌تواند به شما کمک کند تا تصمیمات سرمایه‌گذاری هوشمندانه‌تر و آگاهانه‌تری در گروه‌های صنعتی بگیرید.