關(guān)于芯片的分類你了解嗎？

這幾年，在中興和華為事件的推動下，關(guān)于“芯片”的話題數(shù)不勝數(shù)，但凡美國動作一次，芯片話題的熱度就提高一分，天天有人聊著芯片、芯片技術(shù)，喊著要發(fā)展芯片，然而你真的了解芯片是什么嗎？ 芯片的英文名就是microchip，又被稱為微電路、微芯片、集成電路，它其實是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。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(xì)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(jìn)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(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運算的核心硬件單元。

GPU即圖形處理器，又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種專門在個人電腦、工作站、游戲機和一些移動設(shè)備（如平板電腦、智能手機等）上做圖像和圖形相關(guān)運算工作的微處理器。 FPGA是在PAL、GAL等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。FPGA可以無限次編程，延時性比較低，同時擁有流水線并行和數(shù)據(jù)并行（GPU只有數(shù)據(jù)并行）、實時性最強、靈活性最高。 DSP也就是能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號處理技術(shù)的芯片，DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速的實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。 ASIC也就是人們常說的專用集成電路，它應(yīng)特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計、制造。 目前用CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯陣列）來進(jìn)行ASIC設(shè)計是最為流行的方式之一。

與通用集成電路相比，ASIC體積更小、重量更輕、 功耗更低、可靠性更高、性能更高、保密性更強， 成本也進(jìn)一步降低。如今芯片的制造工藝也成為人們重點關(guān)注的對象，制程越先進(jìn)代表著芯片的性能水平越高。因此芯片也可以按照制造工藝來分，這種分類也很常見，平時經(jīng)常聽到5nm芯片，7nm芯片，14nm芯片等等，都是按照這個工藝來分的。現(xiàn)在的工藝技術(shù)已經(jīng)能達(dá)到5nm，下一步就是3nm。通常來說制程工藝越先進(jìn)，芯片晶體管集成度越高，核心面積越小，成本越低，而性能會更強，不過這個說法是針對單一芯片而言的，如果放到全局來考慮就不一樣了。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(jìn)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℃。

原文標(biāo)題：科普 | 天天都在說芯片，關(guān)于芯片的分類你了解嗎？

文章出處：【微信公眾號：旺材芯片】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

責(zé)任編輯：haq