अर्धचालकों का वर्गीकरण कैसे करें

सेमीकंडक्टर्स के लिए छह वर्गीकरण हैं, जिन्हें उत्पाद मानक, प्रोसेसिंग सिग्नल प्रकार, निर्माण प्रक्रिया, उपयोग फ़ंक्शन, एप्लिकेशन फ़ील्ड और डिज़ाइन विधि द्वारा वर्गीकृत किया गया है।

1ã उत्पाद मानक द्वारा वर्गीकरण

सेमीकंडक्टर को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: एकीकृत सर्किट, असतत डिवाइस, फोटोइलेक्ट्रिक डिवाइस और सेंसर। इनमें इंटीग्रेटेड सर्किट सबसे महत्वपूर्ण हैं।

एकीकृत सर्किट, अर्थात्, आईसी, चिप्स और चिप्स। इंटीग्रेटेड सर्किट को आगे चार उप क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है: एनालॉग सर्किट, लॉजिक सर्किट, माइक्रोप्रोसेसर और मेमोरी। मास मीडिया में, सेंसर, डिस्क्रीट डिवाइस आदि को आईसी या चिप्स भी कहा जाता है।

2019 में, एकीकृत सर्किट वैश्विक अर्धचालक उत्पाद की बिक्री का 84%, असतत उपकरणों के 3% से अधिक, फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणों के 8% और सेंसर के 3% के लिए जिम्मेदार है।

2ã प्रसंस्करण संकेत द्वारा वर्गीकरण

एक चिप जो अधिक एनालॉग सिग्नल को प्रोसेस करती है वह एक एनालॉग चिप है, और एक चिप जो अधिक डिजिटल सिग्नल को प्रोसेस करती है वह एक डिजिटल चिप है।

एनालॉग सिग्नल केवल वे सिग्नल होते हैं जो लगातार उत्सर्जित होते हैं, जैसे कि ध्वनि। प्रकृति में सबसे आम प्रकार एनालॉग सिग्नल हैं। संबंधित 0 और 1 और नॉन लॉजिक गेट्स से बना एक असतत डिजिटल सिग्नल है।

एनालॉग सिग्नल और डिजिटल सिग्नल को एक दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, मोबाइल फोन पर तस्वीर एक एनालॉग सिग्नल है, जिसे डिजिटल चिप द्वारा संसाधित एडीसी कनवर्टर के माध्यम से डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है, और अंत में डीएसी कनवर्टर के माध्यम से एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है।

सामान्य एनालॉग चिप्स में ऑपरेशनल एम्पलीफायर, डिजिटल से एनालॉग कन्वर्टर्स, फेज लॉक लूप, पावर मैनेजमेंट चिप्स, तुलनित्र आदि शामिल हैं।

सामान्य डिजिटल चिप्स में सामान्य प्रयोजन के डिजिटल आईसी और समर्पित डिजिटल आईसी (एएसआईसी) शामिल हैं। सामान्य डिजिटल IC में मेमोरी DRAM, माइक्रोकंट्रोलर MCU, माइक्रोप्रोसेसर MPU, इत्यादि शामिल हैं। एक समर्पित आईसी एक विशिष्ट उपयोगकर्ता के विशिष्ट उद्देश्य के लिए डिज़ाइन किया गया एक सर्किट है।

3ã निर्माण प्रक्रिया द्वारा वर्गीकरण

हम अक्सर "7nm" या "14nm" चिप सुनते हैं, जिसमें नैनोमीटर चिप के अंदर ट्रांजिस्टर की गेट लंबाई को संदर्भित करता है, जो कि चिप के अंदर न्यूनतम लाइन चौड़ाई है। संक्षेप में, यह लाइनों के बीच की दूरी को संदर्भित करता है।

वर्तमान निर्माण प्रक्रिया 28 एनएम को वाटरशेड के रूप में लेती है, और 28 एनएम से कम वालों को उन्नत निर्माण प्रक्रिया कहा जाता है। वर्तमान में, मुख्य भूमि चीन में सबसे उन्नत निर्माण प्रक्रिया SMIC की 14nm है। TSMC और Samsung वर्तमान में दुनिया की एकमात्र कंपनियाँ हैं जो बड़े पैमाने पर 5nm, 3nm और 2nm का उत्पादन करने की योजना बना रही हैं।

सामान्यतया, निर्माण प्रक्रिया जितनी उन्नत होती है, चिप का प्रदर्शन उतना ही अधिक होता है, और निर्माण लागत अधिक होती है। आम तौर पर, 28 एनएम चिप डिजाइन के लिए आर एंड डी निवेश 1-2 अरब युआन जितना अधिक होता है, जबकि 14 एनएम चिप के लिए 2-3 अरब युआन की आवश्यकता होती है।

4ã उपयोग समारोह द्वारा वर्गीकरण

हम मानव अंगों के अनुसार अनुरूप हो सकते हैं:

मस्तिष्क - कम्प्यूटेशनल फ़ंक्शन, कम्प्यूटेशनल विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है, मुख्य नियंत्रण चिप और सहायक चिप में विभाजित होता है। मुख्य नियंत्रण चिप में एक सीपीयू, एफपीजीए और एमसीयू शामिल है, जबकि सहायक चिप में ग्राफिक्स और इमेज प्रोसेसिंग के प्रभारी जीपीयू और कृत्रिम बुद्धि कंप्यूटिंग के प्रभारी एआई चिप शामिल हैं।

सेरेब्रल कॉर्टेक्स - डेटा स्टोरेज फ़ंक्शंस, जैसे DRAM, NAND, FLASH (SDRAM, ROM), आदि।

पांच इंद्रियां - संवेदन कार्य, मुख्य रूप से सेंसर सहित, जैसे एमईएमएस, फिंगरप्रिंट चिप्स (माइक्रोफोन एमईएमएस, सीआईएस), आदि।

अंग - डेटा ट्रांसमिशन के लिए ब्लूटूथ, वाईफ़ाई, एनबी-आईओटी, यूएसबी (एचडीएमआई इंटरफ़ेस, ड्राइव कंट्रोल) इंटरफेस जैसे स्थानांतरण कार्य।

हृदय - ऊर्जा आपूर्ति, जैसे DC-AC, LDO, आदि।

5ã आवेदन क्षेत्र द्वारा वर्गीकरण

इसे चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, अर्थात् सिविल ग्रेड, औद्योगिक ग्रेड, ऑटोमोटिव ग्रेड और सैन्य ग्रेड।

6ã डिज़ाइन विधि द्वारा वर्गीकरण

आज, सेमीकंडक्टर डिजाइन के लिए दो प्रमुख कैंप हैं, एक सॉफ्ट है और दूसरा हार्ड है, अर्थात् एफपीजीए और एएसआईसी। एफपीजीए पहले विकसित किया गया था और अभी भी मुख्यधारा है। FPGA एक सामान्य-उद्देश्य प्रोग्रामेबल लॉजिक चिप है जिसे विभिन्न डिजिटल सर्किटों को लागू करने के लिए DIY प्रोग्राम किया जा सकता है। ASIC एक समर्पित डिजिटल चिप है। डिजिटल सर्किट डिजाइन करने के बाद उत्पन्न चिप को बदला नहीं जा सकता है। एफपीजीए मजबूत लचीलेपन के साथ चिप कार्यों का पुनर्निर्माण और परिभाषित कर सकता है, जबकि एएसआईसी में मजबूत विशिष्टता है।