芯片分级分类

2023-09-15

（1）计算芯片（大脑）：如CPU，GPU，FPGA，MCU，AI等都用作计算分析的，和人体大脑类似。

（2）存储芯片（脑皮）：DRAM，SDRAM,ROM,NAND,FLASH等，主要是用于数据存储

（3）感知芯片（五官）：MEMS，指纹，麦克风，**头等，主要通过望闻问切来感知外部世界

（4）通信芯片（手脚）：蓝牙、wifi，NB-IOT，宽带，USB接口，以太网接口，HDMI接口，驱动控制等，用于数据传输

（5）能源芯片（心脏）：电源芯片，DC-AC，LDO等，用于能源供给

国际标准分类方式

我们先看一下国际标准分类方式，在国际半导体的统计中，半导体产业只分成四种类型：集成电路，分立器件，传感器和光电子，我们上面说的这四类可以统称为半导体元件。其中集成电路（Integrated Circuit, 简称IC），又叫做芯片（chip），所以说集成电路，IC，芯片，chip这四个名字都是指一个东西。但是，在我们通常的新闻中，没有分的这么清楚，他们会把半导体元件统统叫做集成电路（比如也会把分立器件也叫做芯片），所以大家要根据前后文的意思来判断文章想表达的是哪一类。

那么分立器件，传感器和光电子和集成电路的区别是什么呢？其实就是名字上的“集成”二字，集成电路中的晶体管数量都是上百万级的，一个晶体管就是这个样子

像苹果A系列，高通骁龙系列，华为麒麟系列的芯片，晶体管数量达到了上亿，几十亿的级别。但是分立器件中的晶体管数量就比较少，极端情况下，一颗元件只有一个晶体管。比如很多公司生产的肖特基二极管，IGBT，MEMS等等（当然MEMS现在也会和集成电路集成在一起，很多分立器件的晶体管也不是上图这个样子的）。虽然这些分立器件的集成度低，但是他们也有一些优点，比如适应的环境更加恶劣，能够满足更高电压的需求等等。了解完这个之后我们就看下面的细分，下面所有的内容，如果没有特殊说明，都是指集成电路。

先举个例子

我现在给你端一盘炒土豆丝，这个例子的用处，后面就知道了。

现在我问你，你吃了什么菜？你怎么说？你可以说“我吃了一盘炒菜”，你也可以说“我吃了一盘土豆”，你也可以说“我吃了一盘土豆丝”，你也可以说“我吃了一盘头发丝一样细的土豆丝”。但是不管你说什么，都是这同一盘菜，只不过是在不同的角度去描述罢了~OK，只要理解这个就好说了~

按照不同的处理信号来分类

这个标准有点类似于上面例子中的“土豆”这个词，指的是内容，它不是炒茄子，炒豆角，炒番茄，而是炒“土豆”。如果按照这个标准来看，所有的集成电路可以分为模拟芯片和数字芯片两种。处理模拟信号的芯片叫做模拟芯片，处理数字信号的芯片叫做数字芯片。那什么叫做模拟信号和数字信号呢？

模拟信号: 模拟这个词真的很难解释，就像是解释“太极”二字一样，你能理解，但是表达不出来。说简单点就是连续信号，也就是连续发出的，比如我们发出的声音等等，最典型的就是正弦波，如下

其实大自然中大部分信号都是模拟信号。

数字信号：就是离散信号，简单点就是不连续的，如果我们用数字信号来描述上面的正弦波。

在现在的芯片中，早已经不是单纯的模拟芯片或者是数字芯片了。现在的芯片里面既能处理模拟信号的部分，也能处理数字信号的部分。主要看哪个多哪个少，如果处理模拟信号的部分多一些，就叫做模拟芯片，反之叫做数字芯片。

按照不同应用场景来分类

如果按照这个标准类分类，大概可以分为4类，民用级（消费级），工业级，汽车级，军工级（还有人把航天级芯片当作第5类，不过都无所谓了，大家能理解就可以）。还是回到那个例子，按照不同应用场景就有点类似于上面的"炒"这个词，它不是"炖"，"蒸"，"炸"。比如消费级芯片，我们比作是"炒"，工业级比作是"炖"，汽车级比作是"炸"等等。

不同级别的芯片对应的标准也不一样，具体情况这里简单的讲一下，如下图不同级别的芯片，对于工作温度，工艺处理方式都不同。

前面说过，我们的分类是相互**的，所以一个芯片既可能是模拟芯片也可能是消费级芯片。比如手机指纹识别芯片，我们可以叫他模拟芯片，也可以叫他消费级芯片，都是指这颗芯片。就比如上面端的那盘炒土豆丝，你既可以叫它炒菜，也可以叫它土豆，但是指的是相同的一盘菜。

按照制造工艺来分

这种分类可能最常见，我们平时经常听到7nm芯片，14nm芯片等等，都是按照这个工艺来分的。对于上面这个例子来讲，类似于上面例子中土豆丝的直径。7nm芯片表示的是这个土豆丝的直径有7nm（只是举例子，不要太较真），14nm芯片就是土豆丝的直径有14nm。所以就有了7nm芯片制造了数字芯片，制造了CPU，GPU等等。

按照使用功能来分类

这种分类方式是也是大家最常见的，比如GPU，CPU，FPGA，DSP，ASIC，SOC等等，都是按照这个分类方式分类的。放到上面的例子就是我们吃的是土豆丝（GPU），强调的是“丝”，不是“土豆块”（CPU），土豆泥（FPGA）。关于上面几种芯片的具体分别，撸主会单独写一篇文章来说明。大家在这里只需要了解这个分类方式就可以了。

既然有这么多分类方式，那么问题来了，该怎么去形容这颗芯片呢？你可以用7nm来形容，也可以用来CPU来形容，也可以用数字芯片来形容，哪一种都没有错，所以你才在新闻上看到这么多对于芯片的不同叫法。

"我吃了一盘只有7nm宽的炒土豆丝"，翻译成芯片用语，就是"我使用了一颗7nm工艺制作的民用级数字芯片GPU"。当然你可以用“炒菜”“土豆丝”等等不同的用语来形容这道菜，但是这始终是同一道菜。就像是你可以用“7nm芯片”“数字芯片”“民用级芯片”等等不同的标准来形容这款GPU一样，他们只是根据不同的标准来形容同一件事情而已。

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