I principali tipi di chip prodotti dalle società di semiconduttori

I tipi di chip prodotti dalle società di semiconduttori possono essere classificati in due modi. Di solito, i chip sono classificati in base alla loro funzionalità. Tuttavia, a volte sono divisi in tipi in base ai circuiti integrati (CI) utilizzati.

Se considerate in base alla funzionalità, le quattro principali categorie di clip sono chip di memoria, microprocessori, chip standard e sistemi complessi su chip (SoC). Se organizzati in base a tipi di circuiti integrati, i tre tipi di chip sono digitali, analogici e misti.

Dal punto di vista della funzionalità, i chip di memoria a semiconduttore memorizzano dati e programmi su computer e dispositivi di memorizzazione dei dati. I chip di memoria ad accesso casuale (RAM) forniscono spazi di lavoro temporanei, mentre i chip di memoria flash contengono informazioni in modo permanente a meno che non vengano cancellati. I chip di memoria di sola lettura (ROM) e memoria di sola lettura programmabile (PROM) non possono essere modificati. Al contrario, è possibile modificare i chip di memoria di sola lettura programmabile (EPROM) e di memoria di sola lettura (EEPROM) cancellabile elettricamente.

I microprocessori contengono una o più unità di elaborazione centrale (CPU). Server computer, personal computer (PC), tablet e smartphone possono avere ciascuno più CPU. I microprocessori a 32 e 64 bit in PC e server si basano su architetture di chip x86, POWER e SPARC. D'altra parte, i dispositivi mobili utilizzano in genere un'architettura di chip ARM. Microprocessori a 8, 16 e 24 bit meno potenti si presentano in prodotti come giocattoli e veicoli.

I chip standard, noti anche come CI di materie prime, sono semplici chip utilizzati per l'esecuzione di routine di elaborazione ripetitive. Prodotto in grandi lotti, questi chip sono generalmente utilizzati in apparecchi monouso come scanner di codici a barre. Caratterizzato da margini sottilissimi, il mercato delle materie prime IC è dominato da grandi produttori di semiconduttori asiatici.

Il SoC, il nuovissimo tipo di chip, è il più accogliente per i nuovi produttori. Nel SoC, tutti i componenti elettronici necessari per un intero sistema sono integrati in un singolo chip. Le capacità di un SoC sono più estese di quelle di un chip microcontrollore, che generalmente combina la CPU con RAM, ROM e input / output (I / O). In uno smartphone, il SoC potrebbe anche integrare la grafica, la fotocamera e l'elaborazione audio e video. Aggiungendo un chip di gestione e un chip radio si ottiene una soluzione a tre chip.

Adottando l'altro approccio alla classificazione dei chip, la maggior parte dei processori per computer attualmente utilizza circuiti digitali. Questi circuiti di solito combinano transistor e porte logiche. A volte vengono aggiunti microcontrollori. I circuiti digitali utilizzano segnali digitali discreti, generalmente basati su uno schema binario. Sono assegnate due diverse tensioni, ognuna delle quali rappresenta un diverso valore logico.

I chip analogici sono stati per lo più, ma non del tutto, sostituiti da chip digitali. I chip di alimentazione sono generalmente chip analogici. I chip analogici sono ancora necessari per i segnali a banda larga e vengono ancora utilizzati come sensori. Nei chip analogici, la tensione e la corrente variano continuamente nei punti specificati nel circuito. Un chip analogico include in genere un transistor insieme ad elementi passivi come un induttore, condensatori e resistori. I chip analogici sono più inclini al rumore o a piccole variazioni di tensione, che possono causare errori.

I semiconduttori a circuito misto sono in genere chip digitali con tecnologia aggiuntiva per lavorare con circuiti sia analogici che digitali. Un microcontrollore potrebbe includere un convertitore da analogico a digitale (ADC) per il collegamento a un chip analogico, ad esempio un sensore di temperatura. Un convertitore digitale-analogico (DAC), al contrario, può consentire a un microcontrollore di produrre tensioni analogiche per produrre suoni attraverso dispositivi analogici.