Comment classer les semi-conducteurs

Il existe six classifications pour les semi-conducteurs, qui sont classées par norme de produit, type de signal de traitement, processus de fabrication, fonction d'utilisation, domaine d'application et méthode de conception.

1ã Classification par norme de produit

Les semi-conducteurs peuvent être divisés en quatre catégories : les circuits intégrés, les dispositifs discrets, les dispositifs photoélectriques et les capteurs. Parmi eux, les circuits intégrés sont les plus importants.

Circuits intégrés, nommément circuits intégrés, puces et puces. Les circuits intégrés peuvent être divisés en quatre sous-domaines : circuits analogiques, circuits logiques, microprocesseurs et mémoire. Dans les médias de masse, les capteurs, les dispositifs discrets, etc. sont également appelés circuits intégrés ou puces.

En 2019, les circuits intégrés représentaient 84 % des ventes mondiales de produits semi-conducteurs, bien plus que 3 % des dispositifs discrets, 8 % des dispositifs photoélectriques et 3 % des capteurs.

2ã Classification par traitement du signal

Une puce qui traite plus de signaux analogiques est une puce analogique, et une puce qui traite plus de signaux numériques est une puce numérique.

Les signaux analogiques sont simplement des signaux qui sont émis en continu, comme le son. Le type le plus courant dans la nature est celui des signaux analogiques. Le correspondant est un signal numérique discret composé de portes 0 et 1 et non logiques.

Les signaux analogiques et les signaux numériques peuvent être convertis les uns aux autres. Par exemple, l'image sur un téléphone mobile est un signal analogique, qui peut être converti en signal numérique via un convertisseur ADC, traité par une puce numérique et finalement converti en signal analogique via un convertisseur DAC.

Les puces analogiques courantes comprennent les amplificateurs opérationnels, les convertisseurs numérique-analogique, les boucles à verrouillage de phase, les puces de gestion de l'alimentation, les comparateurs, etc.

Les puces numériques courantes comprennent les circuits intégrés numériques à usage général et les circuits intégrés numériques dédiés (ASIC). Les circuits intégrés numériques généraux incluent la mémoire DRAM, le microcontrôleur MCU, le microprocesseur MPU, etc. Un circuit intégré dédié est un circuit conçu pour un usage spécifique d'un utilisateur spécifique.

3ã Classification par procédé de fabrication

Nous entendons souvent le terme puce "7nm" ou "14nm", dans lequel les nanomètres font référence à la longueur de grille du transistor à l'intérieur de la puce, qui est la largeur de ligne minimale à l'intérieur de la puce. En bref, il se réfère à la distance entre les lignes.

Le processus de fabrication actuel prend 28 nm comme ligne de partage des eaux, et ceux en dessous de 28 nm sont appelés processus de fabrication avancés. Actuellement, le processus de fabrication le plus avancé en Chine continentale est le 14 nm du SMIC. TSMC et Samsung sont actuellement les seules entreprises au monde qui envisagent de produire en masse 5 nm, 3 nm et 2 nm.

De manière générale, plus le processus de fabrication est avancé, plus les performances de la puce sont élevées et plus le coût de fabrication est élevé. En règle générale, l'investissement en R&D pour une conception de puce de 28 nm atteint 1 à 2 milliards de yuans, tandis qu'une puce de 14 nm nécessite 2 à 3 milliards de yuans.

4ã Classement par fonction d'utilisation

On peut analogiser selon les organes humains :

Cerveau - Fonction informatique, utilisée pour l'analyse informatique, divisée en puce de contrôle principale et puce auxiliaire. La puce de contrôle principale comprend un CPU, un FPGA et un MCU, tandis que la puce auxiliaire comprend un GPU en charge du traitement graphique et de l'image et une puce AI en charge du calcul de l'intelligence artificielle.

Cortex cérébral - Fonctions de stockage de données, telles que DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM), etc.

Cinq sens - fonctions de détection, comprenant principalement des capteurs, tels que MEMS, puces d'empreintes digitales (microphone MEMS, CIS), etc.

Membres - Fonctions de transfert, telles que les interfaces Bluetooth, WIFI, NB-IOT, USB (interface HDMI, contrôle du lecteur), pour la transmission de données.

Cœur - Alimentation en énergie, telle que DC-AC, LDO, etc.

5ã Classification par domaine d'application

Il peut être divisé en quatre catégories, à savoir la qualité civile, la qualité industrielle, la qualité automobile et la qualité militaire.

6ã Classification par méthode de conception

Aujourd'hui, il existe deux grands camps pour la conception de semi-conducteurs, l'un est doux et l'autre dur, à savoir FPGA et ASIC. FPGA a été développé en premier et est toujours le courant dominant. Le FPGA est une puce logique programmable à usage général qui peut être programmée soi-même pour implémenter divers circuits numériques. ASIC est une puce numérique dédiée. Après avoir conçu un circuit numérique, la puce générée ne peut pas être changée. Le FPGA peut reconstruire et définir les fonctions de la puce avec une grande flexibilité, tandis que l'ASIC a une plus grande spécificité.