सेमीकंडक्टरचे वर्गीकरण कसे करावे

सेमीकंडक्टरसाठी सहा वर्गीकरणे आहेत, जी उत्पादन मानक, प्रक्रिया सिग्नल प्रकार, उत्पादन प्रक्रिया, वापर कार्य, अनुप्रयोग फील्ड आणि डिझाइन पद्धतीनुसार वर्गीकृत आहेत.

1ã उत्पादन मानकानुसार वर्गीकरण

सेमीकंडक्टर चार प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकतात: एकात्मिक सर्किट्स, डिस्क्रिट डिव्हाइसेस, फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणे आणि सेन्सर. त्यापैकी, एकात्मिक सर्किट्स सर्वात महत्वाचे आहेत.

एकात्मिक सर्किट्स, म्हणजे, ICs, चिप्स आणि चिप्स. एकात्मिक सर्किट्सची पुढील चार उपक्षेत्रांमध्ये विभागणी केली जाऊ शकते: अॅनालॉग सर्किट्स, लॉजिक सर्किट्स, मायक्रोप्रोसेसर आणि मेमरी. मास मीडियामध्ये, सेन्सर्स, स्वतंत्र उपकरणे इत्यादींना ICs किंवा चिप्स असेही संबोधले जाते.

2019 मध्ये, एकात्मिक सर्किट्सचा जागतिक सेमीकंडक्टर उत्पादनांच्या विक्रीत 84% वाटा होता, 3% वेगळ्या उपकरणांपेक्षा, 8% फोटोइलेक्ट्रिक उपकरण आणि 3% सेन्सर.

2ã प्रोसेसिंग सिग्नलद्वारे वर्गीकरण

एक चिप जी अधिक अॅनालॉग सिग्नलवर प्रक्रिया करते ती अॅनालॉग चिप असते आणि एक चिप जी अधिक डिजिटल सिग्नलवर प्रक्रिया करते ती डिजिटल चिप असते.

अॅनालॉग सिग्नल हे फक्त सिग्नल्स असतात जे सतत उत्सर्जित होतात, जसे की ध्वनी. निसर्गातील सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे अॅनालॉग सिग्नल. संबंधित 0 आणि 1 आणि नॉन लॉजिक गेट्सने बनलेला एक स्वतंत्र डिजिटल सिग्नल आहे.

अॅनालॉग सिग्नल आणि डिजिटल सिग्नल एकमेकांमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, मोबाईल फोनवरील चित्र एक अॅनालॉग सिग्नल आहे, जे एडीसी कन्व्हर्टरद्वारे डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते, डिजिटल चिपद्वारे प्रक्रिया केली जाते आणि शेवटी डीएसी कनवर्टरद्वारे अॅनालॉग सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते.

कॉमन अॅनालॉग चिप्समध्ये ऑपरेशनल अॅम्प्लिफायर्स, डिजिटल ते अॅनालॉग कन्व्हर्टर, फेज लॉक केलेले लूप, पॉवर मॅनेजमेंट चिप्स, कंपॅरेटर इत्यादींचा समावेश होतो.

सामान्य डिजिटल चिप्समध्ये सामान्य-उद्देशीय डिजिटल ICs आणि समर्पित डिजिटल ICs (ASICs) समाविष्ट असतात. सामान्य डिजिटल ICs मध्ये मेमरी DRAM, मायक्रोकंट्रोलर MCU, मायक्रोप्रोसेसर MPU इत्यादींचा समावेश होतो. एक समर्पित IC हे विशिष्ट वापरकर्त्याच्या विशिष्ट उद्देशासाठी डिझाइन केलेले सर्किट आहे.

3ã उत्पादन प्रक्रियेनुसार वर्गीकरण

आम्ही अनेकदा "7nm" किंवा "14nm" चिप ही संज्ञा ऐकतो, ज्यामध्ये नॅनोमीटर चिपच्या आत असलेल्या ट्रान्झिस्टरच्या गेट लांबीचा संदर्भ देतात, जी चिपच्या आत किमान रेषेची रुंदी असते. थोडक्यात, हे ओळींमधील अंतर सूचित करते.

सध्याची उत्पादन प्रक्रिया पाणलोट म्हणून 28 एनएम घेते आणि 28 एनएमपेक्षा कमी असलेल्यांना प्रगत उत्पादन प्रक्रिया म्हणून संबोधले जाते. सध्या, मुख्य भूप्रदेश चीनमधील सर्वात प्रगत उत्पादन प्रक्रिया SMIC ची 14nm आहे. TSMC आणि Samsung या सध्या जगातील एकमेव कंपन्या आहेत ज्या मोठ्या प्रमाणात 5nm, 3nm आणि 2nm उत्पादन करण्याची योजना आखत आहेत.

सर्वसाधारणपणे, उत्पादन प्रक्रिया जितकी प्रगत असेल तितकी चिपची कार्यक्षमता जास्त असेल आणि उत्पादन खर्च जास्त असेल. साधारणपणे, 28nm चिप डिझाइनसाठी R&D गुंतवणूक 1-2 अब्ज युआन इतकी जास्त असते, तर 14nm चिपसाठी 2-3 अब्ज युआनची आवश्यकता असते.

4ã वापर कार्यानुसार वर्गीकरण

आम्ही मानवी अवयवांनुसार समानता देऊ शकतो:

मेंदू - संगणकीय कार्य, संगणकीय विश्लेषणासाठी वापरले जाते, मुख्य नियंत्रण चिप आणि सहायक चिपमध्ये विभागलेले. मुख्य कंट्रोल चिपमध्ये CPU, FPGA आणि MCU समाविष्ट आहे, तर सहायक चिपमध्ये ग्राफिक्स आणि इमेज प्रोसेसिंगचा प्रभारी GPU आणि आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस कॉम्प्युटिंगचा प्रभारी AI चिप समाविष्ट आहे.

सेरेब्रल कॉर्टेक्स - डेटा स्टोरेज फंक्शन्स, जसे की DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM), इ.

पाच संवेदना - सेन्सिंग फंक्शन्स, मुख्यत्वे सेन्सर्ससह, जसे की एमईएमएस, फिंगरप्रिंट चिप्स (मायक्रोफोन एमईएमएस, सीआयएस), इ.

अवयव - डेटा ट्रान्समिशनसाठी ब्लूटूथ, WIFI, NB-IOT, USB (HDMI इंटरफेस, ड्राइव्ह कंट्रोल) इंटरफेस सारखी ट्रान्सफर फंक्शन्स.

हृदय - ऊर्जा पुरवठा, जसे की DC-AC, LDO, इ.

5ã अर्ज फील्डनुसार वर्गीकरण

हे चार श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते, म्हणजे सिव्हिल ग्रेड, इंडस्ट्रियल ग्रेड, ऑटोमोटिव्ह ग्रेड आणि मिलिटरी ग्रेड.

6ã डिझाइन पद्धतीने वर्गीकरण

आज, सेमीकंडक्टर डिझाइनसाठी दोन प्रमुख शिबिरे आहेत, एक मऊ आणि दुसरा कठोर, म्हणजे FPGA आणि ASIC. FPGA प्रथम विकसित केले गेले आणि अजूनही मुख्य प्रवाहात आहे. FPGA ही एक सामान्य-उद्देशीय प्रोग्राम करण्यायोग्य लॉजिक चिप आहे जी विविध डिजिटल सर्किट्स लागू करण्यासाठी DIY प्रोग्राम केली जाऊ शकते. ASIC ही एक समर्पित डिजिटल चिप आहे. डिजिटल सर्किट डिझाइन केल्यानंतर, तयार होणारी चिप बदलता येत नाही. FPGA मजबूत लवचिकतेसह चिप फंक्शन्सची पुनर्रचना आणि व्याख्या करू शकते, तर ASIC मध्ये मजबूत विशिष्टता आहे.