Співавтори Investopedia походять із різних професій: тисячі досвідчених авторів і редакторів брали участь у цьому протягом 24 років.
Напівпровідникові компанії виробляють два типи мікросхем.Як правило, мікросхеми класифікуються за їх призначенням.Однак іноді їх поділяють на різні типи залежно від використовуваної інтегральної схеми (ІС).
З точки зору функції, чотири основні категорії напівпровідників: мікросхеми пам’яті, мікропроцесори, стандартні мікросхеми та складні системи на кристалі (SoC).За типом інтегральної схеми чіпи можна розділити на три типи: цифрові чіпи, аналогові чіпи та гібридні чіпи.
З функціональної точки зору напівпровідникові мікросхеми пам’яті зберігають дані та програми на комп’ютерах і запам’ятовуючих пристроях.
Мікросхеми оперативної пам’яті (RAM) забезпечують тимчасовий робочий простір, а мікросхеми флеш-пам’яті постійно зберігають інформацію (якщо її не стерти).Мікросхеми постійної пам’яті (ROM) і програмованої постійної пам’яті (PROM) не можна модифікувати.Навпаки, чіпи програмованої пам’яті лише для читання (EPROM) і електрично стираної постійної пам’яті (EEPROM) є замінними.
Мікропроцесор містить один або кілька центральних процесорів (CPU).Комп’ютерні сервери, персональні комп’ютери (ПК), планшети та смартфони можуть мати кілька процесорів.
32-розрядні та 64-розрядні мікропроцесори в сучасних ПК і серверах базуються на архітектурах мікросхем x86, POWER і SPARC, які були розроблені десятиліття тому.З іншого боку, мобільні пристрої, такі як смартфони, зазвичай використовують архітектуру чіпа ARM.Менш потужні 8-розрядні, 16-розрядні та 24-розрядні мікропроцесори (так звані мікроконтролери) використовуються в таких продуктах, як іграшки та транспортні засоби.
Технічно графічний процесор (GPU) — це мікропроцесор, здатний відтворювати графіку для відображення на електронних пристроях.Виведені на загальний ринок у 1999 році, графічні процесори відомі тим, що забезпечують плавну графіку, яку споживачі очікують від сучасних відео та ігор.
До появи GPU наприкінці 1990-х років візуалізація графіки виконувалася центральним процесором (CPU).При використанні в поєднанні з центральним процесором графічний процесор може покращити продуктивність комп’ютера, розвантажуючи деякі ресурсомісткі функції, такі як візуалізація, з ЦП.Це прискорює обробку додатків, оскільки GPU може виконувати багато обчислень одночасно.Ця зміна також дозволяє розробляти більш досконале та ресурсомістке програмне забезпечення та види діяльності, такі як видобуток криптовалюти.
Промислові інтегральні схеми (CIC) — це прості мікросхеми, які використовуються для виконання повторюваних процедур обробки.Ці чіпи виробляються у великих кількостях і часто використовуються в одноцільових пристроях, таких як сканери штрих-кодів.Ринок товарних інтегральних схем характеризується низькою націнкою і на ньому домінують великі азіатські виробники напівпровідників.Якщо мікросхема створена для певної мети, вона називається ASIC або спеціальною інтегральною схемою.Наприклад, сьогодні майнінг біткойнів здійснюється за допомогою ASIC, який виконує лише одну функцію: майнінг.Програмовані вентильні матриці (FPGA) є ще одним стандартним IC, який можна налаштувати відповідно до специфікацій виробника.
SoC (система на чіпі) є одним із найновіших типів чіпів і найпопулярнішим серед нових виробників.У SoC усі електронні компоненти, необхідні для всієї системи, вбудовані в один чіп.SoC більш універсальні, ніж чіпи мікроконтролерів, які зазвичай поєднують ЦП з оперативною пам’яттю, ПЗУ та вводом/виводом (I/O).У смартфонах SoC також можуть інтегрувати графіку, камери та обробку аудіо та відео.Додавання мікросхеми керування та радіочіпа створює рішення з трьома мікросхемами.
Використовуючи інший підхід до класифікації мікросхем, більшість сучасних комп’ютерних процесорів використовують цифрові схеми.Ці схеми зазвичай поєднують транзистори та логічні елементи.Іноді додається мікроконтролер.Цифрові схеми використовують цифрові дискретні сигнали, зазвичай на основі двійкової схеми.Призначаються дві різні напруги, кожна з яких представляє різне логічне значення.
Аналогові чіпи були значною мірою (але не повністю) замінені цифровими чіпами.Силові мікросхеми, як правило, аналогові мікросхеми.Широкосмугові сигнали все ще потребують аналогових мікросхем і все ще використовуються як датчики.В аналогових ланцюгах напруга і струм постійно змінюються в певних точках ланцюга.
Аналогові мікросхеми зазвичай включають транзистори та пасивні компоненти, такі як котушки індуктивності, конденсатори та резистори.Аналогові мікросхеми більш схильні до шуму або невеликих змін напруги, що може призвести до помилок.
Напівпровідники для гібридних схем зазвичай є цифровими мікросхемами з додатковими технологіями, які працюють як з аналоговими, так і з цифровими схемами.Мікроконтролери можуть містити аналого-цифровий перетворювач (АЦП) для взаємодії з аналоговими мікросхемами, такими як датчики температури.
Навпаки, цифро-аналоговий перетворювач (DAC) дозволяє мікроконтролеру генерувати аналогову напругу для передачі звуку через аналоговий пристрій.
Напівпровідникова промисловість є прибутковою та динамічною, впроваджуючи інновації в багатьох сегментах ринків обчислювальної техніки та електроніки.Знання типів напівпровідників, які виробляють компанії, як-от процесори, графічні процесори, ASIC, може допомогти вам приймати розумніші та обґрунтованіші інвестиційні рішення в галузевих групах.
Час публікації: 29 червня 2023 р