芯片是國(guó)內(nèi)需要大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，也是國(guó)家正在積極扶持的產(chǎn)業(yè)。在沒(méi)有芯片的情況下，電腦、手機(jī)等設(shè)備將癱瘓。為增進(jìn)大家對(duì)芯片的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)芯片的組成材料以及芯片的詳細(xì)分類予以介紹。如果你對(duì)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(lái)，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(duì)工藝就要求的越高。

可能會(huì)有人問(wèn)了，半導(dǎo)體有這么多，為什么會(huì)選擇硅來(lái)生產(chǎn)芯片呢?其實(shí)選擇硅作為芯片原材料的原因主要有以下幾點(diǎn)：

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(duì)其他元素來(lái)說(shuō)已經(jīng)很成熟了。

2、硅的價(jià)格便宜，易于推廣。

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

不過(guò)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(kāi)始用氮化鎵來(lái)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(shì)，能夠用來(lái)制造5G技術(shù)所使用的的高頻無(wú)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(shí)間快，產(chǎn)能高，故此已經(jīng)有不少國(guó)家開(kāi)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(hào)可分為模擬芯片和數(shù)字芯片兩種。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(kāi)關(guān)作用。具體來(lái)看，模擬芯片用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(hào)，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(jì)的難點(diǎn)在于非理想效應(yīng)過(guò)多，需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，比如小信號(hào)分析、時(shí)域頻域分析等等。

相比之下，數(shù)字芯片則是用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號(hào)，數(shù)字芯片一般進(jìn)行邏輯運(yùn)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(jì)難點(diǎn)在于芯片規(guī)模大，工藝要求復(fù)雜，因此通常需要多團(tuán)隊(duì)共同協(xié)同開(kāi)發(fā)。

還有大家非常常見(jiàn)的，按照使用功能來(lái)分類，主要有CPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等。CPU是中央處理器，它作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元。CPU 是對(duì)計(jì)算機(jī)的所有硬件資源(如存儲(chǔ)器、輸入輸出單元)進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運(yùn)算的核心硬件單元。

按照不同應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)分類，芯片又可以分為民用級(jí)(消費(fèi)級(jí))，工業(yè)級(jí)，汽車級(jí)，軍工級(jí)芯片，它們主要區(qū)別還是在工作溫范圍。軍工級(jí)芯片由于要面臨復(fù)雜的戰(zhàn)爭(zhēng)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(gè)部分拿出來(lái)都是最先進(jìn)的，領(lǐng)先工業(yè)級(jí)10年，領(lǐng)先商業(yè)級(jí)20年左右，最貴最精密度的都在軍工級(jí)中體現(xiàn)出來(lái)，其工作溫度在-55℃～+150℃;汽車級(jí)芯片工作溫度范圍-40℃～+125℃;工業(yè)級(jí)芯片比汽車級(jí)檔次稍微低一點(diǎn)，價(jià)格次之，精密度次之，工作溫度范圍在-40℃～+85℃;民用/消費(fèi)級(jí)芯片就是市場(chǎng)上交易的那種，電腦、手機(jī)，你能看到的基本上都是商用的。不過(guò)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(jí)里的軍工級(jí)，價(jià)格最便宜，最常見(jiàn)最實(shí)用，工作溫度范圍在0℃～+70℃。

以上便是此次小編帶來(lái)的芯片相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)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(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!