De belangrijkste soorten chips geproduceerd door halfgeleiderbedrijven

De soorten chips die door halfgeleiderbedrijven worden geproduceerd, kunnen op twee manieren worden ingedeeld. Gewoonlijk worden chips gecategoriseerd op basis van hun functionaliteit. Ze zijn echter soms onderverdeeld in typen volgens de gebruikte geïntegreerde schakelingen (IC’s).

Op basis van functionaliteit zijn de vier hoofdcategorieën halfgeleiders geheugenchips, microprocessors, standaardchips en complexe systemen-op-een-chip (SoC’s). Wanneer ze zijn georganiseerd volgens soorten geïntegreerde schakelingen, zijn de drie soorten chips digitaal, analoog en gemengd.

Geheugenchips

Vanuit het oogpunt van functionaliteit slaan halfgeleidergeheugenchips gegevens en programma’s op computers en gegevensopslagapparaten op. Random-access memory (RAM) -chips bieden tijdelijke werkruimten, terwijl flash-geheugenchips informatie permanent vasthouden, tenzij ze worden gewist. Alleen-lezen geheugen (ROM) en programmeerbaar alleen-lezen geheugen (PROM) -chips kunnen niet worden gewijzigd. Daarentegen kunnen wisbare programmeerbare alleen-lezen geheugen (EPROM) en elektrisch wisbare alleen-lezen geheugen (EEPROM) chips worden gewijzigd.

Microprocessoren

Microprocessors bevatten een of meer centrale verwerkingseenheden (CPU’s). Computerservers, personal computers (pc’s), tablets en smartphones kunnen elk meerdere CPU’s hebben. De 32- en 64-bits microprocessors in pc’s en servers zijn gebaseerd op x86, POWER- en SPARC-chiparchitecturen. Aan de andere kant gebruiken mobiele apparaten doorgaans een ARM-chiparchitectuur. Minder krachtige 8, 16- en 24-bit microprocessors duiken op in producten zoals speelgoed en voertuigen.

Grafische verwerkingseenheden (GPU’s)

Technisch gezien is een type microprocessor,  Graphics Processing Unit (GPU) in staat om afbeeldingen weer te geven voor weergave op een elektronisch apparaat. De GPU werd in 1999 op de bredere markt geïntroduceerd en staat vooral bekend om zijn gebruik bij het leveren van de vloeiende graphics die consumenten verwachten in moderne video’s en games. Vóór de komst van GPU’s eind jaren negentig werd de grafische weergave afgehandeld door de Central Processing Unit (CPU). Bij gebruik in combinatie met een CPU kan een GPU de computerprestaties verbeteren door een aantal rekenintensieve functies over te nemen, zoals rendering, van de CPU. Dit versnelt hoe snel applicaties kunnen worden verwerkt, aangezien de GPU veel berekeningen tegelijkertijd kan uitvoeren. Deze verschuiving maakte ook de ontwikkeling mogelijk van meer geavanceerde en resource-intensieve software en activiteiten zoals cryptocurrency-mijnbouw.

Standaardchips (Commodity-IC’s)

Standaardchips, ook wel commodity-IC’s genoemd, zijn eenvoudige chips die worden gebruikt voor het uitvoeren van repetitieve verwerkingsroutines. Deze chips worden in grote series geproduceerd en worden over het algemeen gebruikt in apparaten voor eenmalig gebruik, zoals barcodescanners. Gekenmerkt door flinterdunne marges, wordt de commodity-IC-markt gedomineerd door grote Aziatische halfgeleiderfabrikanten. Als een IC voor een specifiek doel is gemaakt, wordt dit een ASIC of toepassingsspecifieke geïntegreerde chips genoemd.

De SoC, het nieuwste type chip, is het meest welkom voor nieuwe fabrikanten. In de SoC zijn alle elektronische componenten die nodig zijn voor een heel systeem in één chip ingebouwd. De mogelijkheden van een SoC zijn uitgebreider dan die van een microcontrollerchip, die doorgaans de CPU combineert met RAM, ROM en input / output (I / O). In een smartphone kan de SoC ook afbeeldingen, camera en audio- en videoverwerking integreren. Door een beheerchip en een radiochip toe te voegen, ontstaat een oplossing met drie chips.

Bij de andere benadering van het categoriseren van chips, gebruiken de meeste computerprocessors momenteel digitale schakelingen. Deze circuits combineren meestal transistors en logische poorten. Soms worden microcontrollers toegevoegd. Digitale schakelingen gebruiken digitale, discrete signalen die over het algemeen gebaseerd zijn op een binair schema. Er zijn twee verschillende spanningen toegewezen, die elk een andere logische waarde vertegenwoordigen.

Analoge chips

Analoge chips zijn grotendeels, maar niet volledig, vervangen door digitale chips. Voedingschips zijn meestal analoge chips. Analoge chips zijn nog steeds nodig voor breedbandsignalen en worden nog steeds als sensoren gebruikt. In analoge chips variëren spanning en stroom continu op bepaalde punten in het circuit. Een analoge chip bevat typisch een transistor samen met passieve elementen zoals een inductor, condensatoren en weerstanden. Analoge chips zijn gevoeliger voor ruis of kleine spanningsvariaties, die fouten kunnen veroorzaken.

Halfgeleiders met gemengd circuit

Halfgeleiders met gemengde schakelingen zijn typisch digitale chips met toegevoegde technologie voor het werken met zowel analoge als digitale schakelingen. Een microcontroller kan een analoog-naar-digitaal-omzetter (ADC) bevatten om verbinding te maken met een analoge chip, zoals bijvoorbeeld een temperatuursensor. Een digitaal-naar-analoog-omzetter (DAC) daarentegen kan een microcontroller in staat stellen om analoge spanningen te produceren voor het maken van geluiden via analoge apparaten.

Het komt neer op

De halfgeleidersindustrie is lucratief en dynamisch geweest en innoveert in verschillende takken van de computer- en elektronicamarkt. Als u weet welk type halfgeleider een bedrijf maakt, bijvoorbeeld CPU’s versus GPU’s, versus ASIC’s, kunt u betere en beter geïnformeerde investeringsbeslissingen nemen binnen de branchegroep.