芯片科普 | 芯片是什么？若何分类？_芯片_暗记

而这两年大家关注的焦点变成了“芯片短缺”“芯片涨价”“国产替代化”......

从“为什么芯片会被卡脖子”到现在“芯片短缺如何缓解”，能够明显感想熏染到大家对付芯片主要性的认知深刻了许多。

但是很多同学打仗芯片行业，想要进一步理解的时候，还是会有各种各样的问题待解答。

以是这是一篇零根本小白可读的、帮你迅速节制芯片行业基本知识的科普文。
收藏不亏。

芯片观点

先区分几个基本观点：芯片、半导体、集成电路。

半导体：常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。
现在芯片常用的半导体材料是硅。

集成电路：一种微型电子器件或部件。
采取一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型构造。

芯片：便是把一个电路所需的晶体管和其他器件制作在一块半导体上（来自杰夫·达默）。
芯片属于集成电路的载体。

严格从定义上来说，集成电路 ≠ 芯片。

但从狭义上说，我们日常提到的IC、芯片、集成电路实在并没有什么差别。
平时大家所谈论的IC行业、芯片行业指的也是同一个行业。

如果用一句话概括：芯片便是以半导体为原材料，把集成电路进行设计、制造、封测后，所得到的实体产品。

当芯片被搭载在手机、电脑、平板上之后，它就成为了这类电子产品的核心与灵魂。

手机触屏须要有触控芯片，储存信息须要有存储芯片，实现通信功能要有基带芯片、射频芯片、蓝牙芯片，想要拍出好看的照片就须要GPU......一部手机里的芯片加起来都要有100多颗。

芯片分类

这么多芯片，有没有什么系统的分类办法呢？实在芯片的分类办法有很多种：

按照处理旗子暗记办法可以分成：仿照芯片、数字芯片

旗子暗记分为仿照旗子暗记和数字旗子暗记，数字芯片便是处理数字旗子暗记的，比如CPU、逻辑电路等；仿照芯片是处理仿照旗子暗记的，比如运算放大器、线性稳压器、基准电压源等。

如今的芯片大多数都同时具有数字和仿照，一块芯片到底归属为哪类产品是没有绝对标准的，常日会根据芯片的核心功能来区分。

按照运用处景可以分：航天级芯片、车规级芯片、工业级芯片、商业级芯片

芯片可以用于航天、汽车、工业、消费不同的领域，之以是这么分是由于这些领域对付芯片的性能哀求不一样，比如温度范围、精度、连续无端障运行韶光（寿命）等。
举个例子：

工业级芯片比商业级芯片的温度范围要更宽，航天级芯片的性能最好，同时价格也最贵。

按照利用功能可以分：GPU、CPU、FPGA、DSP、ASIC、SoC......

刚刚说的触控芯片、存储芯片、蓝牙芯片......便是依据利用功能来分类的。
还有企业常常说的“我司的主营业务是 CPU芯片/WIFI芯片”，也从功能角度来分的。

之前专门写过一篇以功能进行分类、以人体功能作为类比的文章，感兴趣的朋友也可以详细理解一下：《一篇文章带你认识芯片分类及代表企业》

按照集成度可以分：小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）

集成度便是要看芯片上集成的元器件个数。
现在智好手机里的芯片基本都是特大规模集成电路了，里面凑集了数以亿计的元器件。

实在这属于早期来表述芯片集成度的办法，后来在发展过程中就以特色线宽（设计基准）的尺寸来表述，比如微米、纳米。
也可以理解为我们现在所常说的工艺制程。

按照工艺制程可以分：5nm芯片、7nm芯片、14nm芯片、28nm芯片......

这里的nm实在便是指CMOS器件的栅长，也可以理解成最小布线宽度或者最小加工尺寸。

放眼环球，目前比较前辈的制程便是台积电和三星的3nm，但是目前良率并不高（三星3nm良率仅有10-20%）。
海内最前辈的制程是中芯国际的14nm。

芯片的发展过程，也是充满了“传奇色彩”，我们须要从IC业内非常著名的“摩尔定律”讲起。

摩尔定律

摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的履历之谈。

之以是说是履历之谈，是由于该“定律”并非是自然科学的定律，而是戈登·摩尔经由长期不雅观察所总结出来的履历。

1965年，戈登·摩尔在绘制一份发展报告的图表时，创造了一个惊人的趋势：每颗芯片所能容纳的晶体管数目大概在18-24个月就会翻一番，性能也会提升一倍。

摩尔定律预言了芯片的规模和性能。

1971年，英特尔的第一代微处理器有2300个晶体管。
2007年，45nm的处理器有8亿多晶体管。
现如今，麒麟9000采取的是5nm工艺制程，集成了153亿晶体管。

在过往的50多年中，芯片行业一贯在遵照着摩尔定律的预言在发展。

现在工艺已经逼近“极限”，工艺制程不可能无限缩小，近几年摩尔定律也已经放缓。
随着技能发展，摩尔定律也定然会碰着瓶颈。

但摩尔定律在半导体史上永久都是传奇而浓墨重彩的一笔。

芯片种类越多、功能越强大，就越让人忍不住好奇：一颗芯片究竟是如何“披荆斩棘、打磨棱角”来到我们面前的？

下一篇文章就会给大家系统先容芯片百口当链以及芯片从无到有的出身过程。

学习之路上，IC修真院与你同行。