Główne rodzaje układów scalonych produkowanych przez firmy produkujące półprzewodniki

Rodzaje układów produkowanych przez firmy produkujące półprzewodniki można podzielić na dwa sposoby. Zwykle chipy są podzielone na kategorie pod względem funkcjonalności. Czasem są one jednak podzielone na typy zgodnie z zastosowanymi układami scalonymi.

Patrząc na funkcjonalność, cztery główne kategorie klipów to układy pamięci, mikroprocesory, standardowe układy i złożone układy na układzie (SoCs). Trzy typy układów scalonych uporządkowane według rodzajów układów scalonych są cyfrowe, analogowe i mieszane.

Z punktu widzenia funkcjonalności półprzewodnikowe układy pamięci przechowują dane i programy na komputerach i urządzeniach do przechowywania danych. Układy pamięci o dostępie swobodnym (RAM) zapewniają tymczasowe przestrzenie robocze, natomiast układy pamięci flash przechowują informacje na stałe, chyba że zostaną usunięte. Pamięć tylko do odczytu (ROM) i programowalne układy pamięci tylko do odczytu (PROM) nie mogą być modyfikowane. W przeciwieństwie do tego, kasowalne programowalne pamięci tylko do odczytu (EPROM) i elektrycznie kasowalne układy pamięci tylko do odczytu (EEPROM) mogą być zmieniane.

Mikroprocesory zawierają jedną lub więcej jednostek centralnych (CPU). Serwery komputerowe, komputery osobiste (PC), tablety i smartfony mogą mieć wiele procesorów. 32- i 64-bitowe mikroprocesory w komputerach PC i serwerach oparte są na architekturze układów x86, POWER i SPARC. Z drugiej strony urządzenia mobilne zazwyczaj używają architektury układów ARM. Mniej wydajne 8-, 16- i 24-bitowe mikroprocesory pojawiają się w produktach takich jak zabawki i pojazdy.

Standardowe układy scalone, znane również jako towarowe układy scalone, to proste układy używane do wykonywania powtarzalnych procedur przetwarzania. Produkowane w dużych partiach, chipy te są zwykle używane w urządzeniach jednofunkcyjnych, takich jak skanery kodów kreskowych. Charakteryzujący się cienkimi jak brzytwa marginesami rynek towarowy układów scalonych jest zdominowany przez dużych azjatyckich producentów półprzewodników.

SoC, najnowszy typ układu, jest najbardziej przyjazny dla nowych producentów. W SoC wszystkie elementy elektroniczne potrzebne do całego systemu są wbudowane w jeden układ. Możliwości SoC są szersze niż w przypadku mikrokontrolera, który ogólnie łączy procesor z pamięcią RAM, pamięcią ROM i wejściem / wyjściem (I / O). W smartfonie SoC może również integrować grafikę, aparat oraz przetwarzanie audio i wideo. Dodanie układu zarządzającego i układu radiowego daje rozwiązanie z trzema układami.

Biorąc inne podejście do kategoryzacji układów, większość procesorów komputerowych używa obecnie obwodów cyfrowych. Obwody te zwykle łączą tranzystory i bramki logiczne. Czasami dodaje się mikrokontrolery. Obwody cyfrowe wykorzystują cyfrowe, dyskretne sygnały, które zasadniczo oparte są na schemacie binarnym. Przypisywane są dwa różne napięcia, z których każde reprezentuje inną wartość logiczną.

Układy analogowe zostały w większości, ale nie całkowicie, zastąpione układami cyfrowymi. Układy zasilające są zwykle układami analogowymi. Układy analogowe są nadal potrzebne do sygnałów szerokopasmowych i nadal są używane jako czujniki. W układach analogowych napięcie i prąd zmieniają się w sposób ciągły w określonych punktach obwodu. Układ analogowy zazwyczaj zawiera tranzystor wraz z elementami pasywnymi, takimi jak cewka indukcyjna, kondensatory i rezystory. Układy analogowe są bardziej podatne na zakłócenia lub niewielkie zmiany napięcia, co może powodować błędy.

Półprzewodniki z obwodem mieszanym to zwykle układy cyfrowe z dodatkową technologią do pracy zarówno z obwodami analogowymi, jak i cyfrowymi. Mikrokontroler może zawierać przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) do podłączenia do układu analogowego, takiego jak na przykład czujnik temperatury. Natomiast przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC) może pozwolić mikrokontrolerowi wytwarzać napięcia analogowe do generowania dźwięków przez urządzenia analogowe.