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반도체를 분류하는 방법

2023-03-31

반도체는 6가지 분류가 있는데, 제품 규격, 처리 신호 종류, 제조 공정, 사용 기능, 응용 분야, 설계 방법에 따라 분류된다.

1ã 제품 규격별 분류

반도체는 집적회로, 이산소자, 광전소자, 센서의 4가지 범주로 나눌 수 있다. 그 중에서 집적회로가 가장 중요하다.

집적 회로, 즉 IC, 칩 및 칩. 집적 회로는 아날로그 회로, 논리 회로, 마이크로 프로세서 및 메모리의 네 가지 하위 영역으로 더 나눌 수 있습니다. 매스 미디어에서는 센서, 개별 장치 등을 IC 또는 칩이라고도 합니다.

2019년 집적회로는 전 세계 반도체 제품 판매의 84%를 차지했으며, 이산 소자의 3%, 광전 소자의 8%, 센서의 3%보다 훨씬 높습니다.

2ã 처리 신호에 의한 분류

더 많은 아날로그 신호를 처리하는 칩이 아날로그 칩이고 더 많은 디지털 신호를 처리하는 칩이 디지털 칩입니다.

아날로그 신호는 단순히 소리와 같이 지속적으로 방출되는 신호입니다. 자연에서 가장 일반적인 유형은 아날로그 신호입니다. 해당하는 것은 0과 1 및 비논리 게이트로 구성된 이산 디지털 신호입니다.

아날로그 신호와 디지털 신호를 서로 변환할 수 있습니다. 예를 들어, 휴대폰의 사진은 아날로그 신호로 ADC 변환기를 통해 디지털 신호로 변환되고 디지털 칩에서 처리되며 최종적으로 DAC 변환기를 통해 아날로그 신호로 변환됩니다.

일반적인 아날로그 칩에는 연산 증폭기, 디지털-아날로그 변환기, 위상 고정 루프, 전력 관리 칩, 비교기 등이 포함됩니다.

일반적인 디지털 칩에는 범용 디지털 IC와 전용 디지털 IC(ASIC)가 포함됩니다. 일반적인 디지털 IC에는 메모리 DRAM, 마이크로컨트롤러 MCU, 마이크로프로세서 MPU 등이 있습니다. 전용 IC는 특정 사용자의 특정 목적을 위해 설계된 회로입니다.

3ã 제조 공정별 분류

우리는 종종 "7nm" 또는 "14nm" 칩이라는 용어를 듣습니다. 여기서 나노미터는 칩 내부의 최소 라인 폭인 칩 내부 트랜지스터의 게이트 길이를 나타냅니다. 간단히 말해서 선 사이의 거리를 의미합니다.

현재 제조 공정은 28nm를 분수령으로 삼고 있으며, 28nm 미만은 첨단 제조 공정이라고 합니다. 현재 중국 본토에서 가장 발전된 제조 공정은 SMIC의 14nm입니다. TSMC와 삼성은 현재 세계에서 유일하게 5nm, 3nm, 2nm를 양산할 계획이다.

일반적으로 제조 공정이 고급화될수록 칩의 성능이 높아지고 제조 비용이 높아집니다. 일반적으로 28nm 칩 설계를 위한 R&D 투자는 10~20억 위안에 달하며 14nm 칩은 20~30억 위안이 필요합니다.

4ã 용도별 분류 기능

우리는 인간의 장기에 따라 유추할 수 있습니다.

뇌 - 전산 분석에 사용되는 전산 기능으로 주 제어 칩과 보조 칩으로 나뉩니다. 메인 컨트롤 칩은 CPU, FPGA, MCU로 구성되며, 보조 칩은 그래픽과 이미지 처리를 담당하는 GPU와 인공지능 컴퓨팅을 담당하는 AI 칩으로 구성된다.

대뇌 피질 - DRAM, NAND, FLASH(SDRAM, ROM) 등의 데이터 저장 기능

오감 - MEMS, 지문칩(마이크 MEMS, CIS) 등 주로 센서를 포함한 센싱 기능

사지 - 데이터 전송을 위한 Bluetooth, WIFI, NB-IOT, USB(HDMI 인터페이스, 드라이브 제어) 인터페이스와 같은 전송 기능.

심장 - DC-AC, LDO 등 에너지 공급

5ã 응용 분야별 분류

민간 등급, 산업 등급, 자동차 등급 및 군용 등급의 ​​네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

6ã 설계 방법별 분류

오늘날 반도체 설계에는 두 개의 주요 진영이 있습니다. 하나는 부드럽고 다른 하나는 FPGA와 ASIC입니다. FPGA가 먼저 개발되었으며 여전히 주류입니다. FPGA는 다양한 디지털 회로를 구현하기 위해 DIY 프로그래밍이 가능한 범용 프로그래머블 로직 칩입니다. ASIC은 전용 디지털 칩입니다. 디지털 회로를 설계한 후에는 생성된 칩을 변경할 수 없습니다. FPGA는 강력한 유연성으로 칩 기능을 재구성하고 정의할 수 있는 반면 ASIC은 더 강력한 특이성을 가지고 있습니다.