芯片的組成材料是什么?大佬詳述芯片分類!

芯片是國內(nèi)需要大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，也是國家正在積極扶持的產(chǎn)業(yè)。在沒有芯片的情況下，電腦、手機等設(shè)備將癱瘓。為增進大家對芯片的認識，本文將對芯片的組成材料以及芯片的詳細分類予以介紹。如果你對芯片具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、芯片的組成材料有什么

芯片的原料是晶圓，硅又是晶圓的組成成分，硅主要由由石英沙所精練出來，晶圓便是硅元素加以純化(99.999%)，接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料，將其切片就是芯片制作具體所需要的晶圓。晶圓越薄，生產(chǎn)的成本越低，但對工藝就要求的越高。

可能會有人問了，半導(dǎo)體有這么多，為什么會選擇硅來生產(chǎn)芯片呢?其實選擇硅作為芯片原材料的原因主要有以下幾點：

1、硅作為地球第二多的元素，很容易就能找到提純的原材料，并且硅相關(guān)的處理工藝已經(jīng)發(fā)展了幾十年，相對其他元素來說已經(jīng)很成熟了。

2、硅的價格便宜，易于推廣。

3、硅的化學性質(zhì)穩(wěn)定，因此制造出來的芯片穩(wěn)定性也較強。

不過由于近期全球半導(dǎo)體短缺的情況出現(xiàn)，已經(jīng)有部分公司開始用氮化鎵來代替硅作為芯片的原材料。

氮化鎵有著比硅更寬的帶隙，因此其生產(chǎn)的器件有著更小的晶體管和更短的電流，超低電阻和電容能夠?qū)⑺俣却蠓鹊奶嵘?。氮化鎵在射頻器件和電力電子器件的制造上比硅更具優(yōu)勢，能夠用來制造5G技術(shù)所使用的的高頻無線電波脈沖芯片組，并且氮化鎵的耐熱性也高于硅，另外氮化鎵作為一種加工副產(chǎn)品，它的生產(chǎn)成本較低，并且交貨時間快，產(chǎn)能高，故此已經(jīng)有不少國家開始重視起了鎵這種元素。

二、芯片分類

芯片的分類有很多，按照不同的處理信號可分為模擬芯片和數(shù)字芯片兩種。簡單來說，模擬芯片利用的是晶體管的放大作用，而數(shù)字模擬芯片利用的是晶體的開關(guān)作用。具體來看，模擬芯片用來產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號，種類細且繁多，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(ADC)、放大器芯片、電源管理芯片、PLL等等。模擬芯片設(shè)計的難點在于非理想效應(yīng)過多，需要扎實的基礎(chǔ)知識和豐富的經(jīng)驗，比如小信號分析、時域頻域分析等等。

相比之下，數(shù)字芯片則是用來產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號，數(shù)字芯片一般進行邏輯運算，CPU、內(nèi)存芯片和DSP芯片都屬于數(shù)字芯片。數(shù)字芯片設(shè)計難點在于芯片規(guī)模大，工藝要求復(fù)雜，因此通常需要多團隊共同協(xié)同開發(fā)。

還有大家非常常見的，按照使用功能來分類，主要有CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等。CPU是中央處理器，它作為計算機系統(tǒng)的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執(zhí)行單元。CPU 是對計算機的所有硬件資源(如存儲器、輸入輸出單元)進行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運算的核心硬件單元。

按照不同應(yīng)用場景來分類，芯片又可以分為民用級(消費級)，工業(yè)級，汽車級，軍工級芯片，它們主要區(qū)別還是在工作溫范圍。軍工級芯片由于要面臨復(fù)雜的戰(zhàn)爭環(huán)境，其使用的電子器件要足夠的耐操，像導(dǎo)彈、衛(wèi)星、坦克、航母里面的電子元器件，任何一個部分拿出來都是最先進的，領(lǐng)先工業(yè)級10年，領(lǐng)先商業(yè)級20年左右，最貴最精密度的都在軍工級中體現(xiàn)出來，其工作溫度在-55℃～+150℃;汽車級芯片工作溫度范圍-40℃～+125℃;工業(yè)級芯片比汽車級檔次稍微低一點，價格次之，精密度次之，工作溫度范圍在-40℃～+85℃;民用/消費級芯片就是市場上交易的那種，電腦、手機，你能看到的基本上都是商用的。不過產(chǎn)品質(zhì)量也有所不同，比如微軟做的芯片就算是商業(yè)級里的軍工級，價格最便宜，最常見最實用，工作溫度范圍在0℃～+70℃。

以上便是此次小編帶來的芯片相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對芯片的組成材料以及芯片的具體分類具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!