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今天跟大家聊一下關(guān)于芯片分類(lèi)的知識(shí)，芯片的英文名是Microchip，又稱(chēng)微電路、微芯片、集成電路，但嚴(yán)格意義上，芯片并不能完全等于集成電路，芯片更恰當(dāng)?shù)卣f(shuō)，它是集成電路的載體。

01 芯片概念

先區(qū)分幾個(gè)基本概念：芯片、半導(dǎo)體、集成電路都是什么？

半導(dǎo)體：常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等。現(xiàn)在芯片常用的半導(dǎo)體材料是硅。

集成電路：一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線(xiàn)互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。

芯片： 是把一個(gè)電路所需的晶體管和其他器件制作在一塊半導(dǎo)體上，芯片屬于集成電路的載體。

嚴(yán)格從定義上來(lái)說(shuō)，集成電路 ≠ 芯片。

但從狹義上說(shuō)，我們?nèi)粘Ｌ岬降腎C、芯片、集成電路其實(shí)并沒(méi)有什么差別。平時(shí)大家所討論的IC行業(yè)、芯片行業(yè)指的也是同一個(gè)行業(yè)。

如果用一句話(huà)概括：芯片就是以半導(dǎo)體為原材料，把集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)后，所得到的實(shí)體產(chǎn)品。

02 芯片分類(lèi)

這么多芯片，有沒(méi)有什么系統(tǒng)的分類(lèi)方式呢？其實(shí)芯片的分類(lèi)方式有很多種：

按照處理信號(hào)方式可以分成：模擬芯片、數(shù)字芯片

模擬芯片就是處理模擬信號(hào)的芯片，比如運(yùn)算放大器、線(xiàn)性穩(wěn)壓器、基準(zhǔn)電壓源等；數(shù)字芯片就是處理數(shù)字信號(hào)的芯片，比如比如CPU、邏輯電路等。
現(xiàn)在大多數(shù)芯片既能處理模擬信號(hào)也能處理數(shù)字信號(hào)，一塊芯片到底歸屬為哪類(lèi)產(chǎn)品是沒(méi)有絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的，通常會(huì)根據(jù)芯片的核心功能來(lái)區(qū)分。
更多模擬芯片/數(shù)字芯片的信息可看下我們下面文章：
芯片設(shè)計(jì)五部曲之一 | 聲光魔法師——模擬IC
芯片設(shè)計(jì)五部曲之二 | 圖靈藝術(shù)家——數(shù)字IC

按照應(yīng)用場(chǎng)景可以分：航天/軍工級(jí)芯片、車(chē)規(guī)級(jí)芯片、工業(yè)級(jí)芯片、商業(yè)級(jí)芯片

芯片可以用于航天、汽車(chē)、工業(yè)、消費(fèi)不同的領(lǐng)域，之所以這么分是因?yàn)檫@些領(lǐng)域?qū)τ谛酒男阅芤蟛灰粯樱热鐪囟确秶⒕取⑦B續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間（壽命）等。舉個(gè)例子：

工業(yè)級(jí)芯片比商業(yè)級(jí)芯片的溫度范圍要更寬，航天級(jí)芯片的性能最好，同時(shí)價(jià)格也最貴。

按照使用功能可以分：GPU、CPU、FPGA、DSP、ASIC、SoC......

主要有CPU中央處理器、GPU圖形處理器、FPGA可編程邏輯芯片、DSP、ASI專(zhuān)用集成電路C等。我們經(jīng)常說(shuō)的觸控芯片、存儲(chǔ)芯片、藍(lán)牙芯片等就是依據(jù)使用功能來(lái)分類(lèi)的。
還有企業(yè)經(jīng)常說(shuō)的“我司的主營(yíng)業(yè)務(wù)是 CPU芯片/WIFI芯片”，也從功能角度來(lái)分的。
想了解更多可查看:CPU/GPU/TPU/NPU…XPU概念詳解

按照集成度可以分：小規(guī)模集成電路（SSI）、中規(guī)模集成電路（MSI）、大規(guī)模集成電路（LSI）、超大規(guī)模集成電路（VLSI）、極大規(guī)模集成電路(ULSI) 、GLSL

集成度就是要看芯片上集成的元器件個(gè)數(shù)。現(xiàn)在智能手機(jī)里的芯片基本都是特大規(guī)模集成電路了，里面集合了數(shù)以?xún)|計(jì)的元器件。

其實(shí)這屬于早期來(lái)表述芯片集成度的方式，后來(lái)在發(fā)展過(guò)程中就以特征線(xiàn)寬（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）的尺寸來(lái)表述，比如微米、納米。也可以理解為我們現(xiàn)在所常說(shuō)的工藝制程。

按照工藝制程可以分：5nm芯片、7nm芯片、14nm芯片、28nm芯片......

這里的nm其實(shí)就是指CMOS器件的柵長(zhǎng)，也可以理解成最小布線(xiàn)寬度或者最小加工尺寸。

放眼全球，目前比較先進(jìn)的制程就是臺(tái)積電和三星的3nm，但是目前良率并不高（三星3nm良率僅有10-20%）。國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的制程是中芯國(guó)際的14nm。

芯片的發(fā)展過(guò)程，也是充滿(mǎn)了“傳奇色彩”，我們需要從IC業(yè)內(nèi)非常著名的“摩爾定律”講起。

03 摩爾定律

摩爾定律是英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾的經(jīng)驗(yàn)之談

之所以說(shuō)是經(jīng)驗(yàn)之談，是因?yàn)樵摗岸伞辈⒎鞘亲匀豢茖W(xué)的定律，而是戈登·摩爾經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察所總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)。

1965年，戈登·摩爾在繪制一份發(fā)展報(bào)告的圖表時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì)：每顆芯片所能容納的晶體管數(shù)目大概在18-24個(gè)月就會(huì)翻一番，性能也會(huì)提升一倍。

摩爾定律預(yù)言了芯片的規(guī)模和性能。

1971年，英特爾的第一代微處理器有2300個(gè)晶體管。

2007年，45nm的處理器有8億多晶體管。現(xiàn)如今，麒麟9000采用的是5nm工藝制程，集成了153億晶體管。

在過(guò)往的50多年中，芯片行業(yè)一直在遵循著摩爾定律的預(yù)言在發(fā)展。

現(xiàn)在工藝已經(jīng)逼近“極限”，工藝制程不可能無(wú)限縮小，近幾年摩爾定律也已經(jīng)放緩。隨著技術(shù)發(fā)展，摩爾定律也定然會(huì)遇到瓶頸。

但摩爾定律在半導(dǎo)體史上永遠(yuǎn)都是傳奇而濃墨重彩的一筆！

- END -

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