一文，帮你捋顺所有芯片分类！

2024-11-19 19:32:09

随着科技的飞速发展，芯片已经成为现代电子设备的核心。它们不仅控制和操作着各种设备，还决定着这些设备的性能和功能（还TMD决定着工资、房价、肉价……）。本文将向您介绍不同类型的芯片及其特点和应用。

一文，帮你捋顺所有芯片分类！(图1)

首先，让我们来了解一下芯片的基本概念。芯片，也称为集成电路或微处理器，是一种将大量电子元件（如晶体管、电阻、电容等）集成在一块小硅片上的微型电子器件。根据功能、用途、工艺、原理等等，芯片的分类方式可谓是多种多样、五花八门、乱七八糟，今天就给大家捋一捋：

好生动的一张图

按照应用功能分为逻辑芯片、存储芯片、传感器芯片、电源芯片和通信芯片五大类。每个大类又可细分为若干小类。

芯片按照应用功能分类

一文，帮你捋顺所有芯片分类！(图4)

如果按照工作原理，芯片可以分为模拟芯片和数字芯片两大类。

模拟芯片：模拟芯片是处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号（包括射频芯片、传感器芯片等等）。通常对芯片的工艺制程要求不高（尤其是大功率器件有时候衬底比工艺还贵），更注重组件的特性如可靠度、稳定度、能源转换效率、电压电流控制能力等。
数字芯片：数字芯片的主要功能是实现数字信息传输，数字的基本功能包括存储、计算、运算等。（粗暴一点讲，数字芯片只会与、或、非三种计算[我想静静]，请参考：用人话讲明白什么是RISC-V，但是科学家们仅仅依靠CPU的这三种逻辑运算能力，就能衍生出当今堪称万能的计算机软件。）其性能直接取决于单位面积内的晶体管数量，因此对工艺制程非常依赖。
数模混合芯片：顾名思义就好……

数据中心级芯片：主要应用于云计算数据中心：包含CPU、GPU、内存、存储控制器、固态硬盘等，主要要求高性能、高稳定性、高可靠性。
消费类芯片：目前应用最广泛，市场占有率最高的芯片，应用于日常使用的电脑、手机等产品。
工业芯片：工业产品长期处于极高/低温、高湿、强盐雾和电磁辐射的恶劣环境，使用环境较苛刻，因此工业芯片必须具备稳定性、高可靠性和高安全性，且具备长服役寿命（以电力为例，要求工业芯片应用失效率。
车规芯片：主要是对温度环境要求严格，要在更宽泛的温度范围内都能使用。
军工芯片：跟国防军事工业领域有关的芯片，如卫星通信、制导、精准导航等。

按照半导体芯片的工艺制程的演进历史又可以分为：

1984年，ASML成立。

2003年，ASML与台积电合作推出浸没式光刻机，至此ASML一举超越其他厂商，后来者居上。而同为光刻巨头的日本尼康、日本佳能主推的157nm光源干式光刻机被市场逐渐抛弃，两家公司由盛转衰。

2013年，ASML推出第一台EUV量产产品，NXE:3300正式发货，进一步加强行业垄断地位。

光刻机是国内最受关注的半导体设备，也是严重被卡脖子的设备，它的主要作用就是进行光刻制造，直接决定了半导体工艺制程上限。请参考：全球光刻机行业概览

你是否曾好奇，为什么半导体工艺制程是130nm、90nm、65nm、45nm、40nm、32nm、28nm、22nm、14nm、10nm、7nm、5nm、3nm这样发展51漫画？真的是摩尔定律的“摩”咒吗？欢迎查阅作者主页文章解惑：摩尔定律的“摩”咒

我们通常所说的第一、二、三、四代半导体，就是根据衬底或外延的材质来划分的。就是说，只要你用到了新一代的材料，不管是衬底还是外延，就都可以自称是新一代的半导体。比如说，你用单晶硅做衬底，然后在上面生长GaN外延，因为用到的材料里有GaN，所以硅基GaN也算是第三代半导体。

按半导体材料分类的一二三四代半导体

啥是衬底？啥是外延？你还傻傻分不清楚吗？可以参考这篇文章：衬底与外延，这俩到底是啥关系？这回帮你捋顺了！

按照集成电产业的顺序，芯片又包含硅片制作、IC设计、晶圆制造以及封装测试五大流程。

集成电路制造的五大流程

芯片的制造可以分为前道工艺和后道工艺。前道工艺包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、清洗、化学机械抛光、量测等工艺。后道工艺包括减薄、划片、装片、键合等封装工艺以及终端测试等。

说出来你可能不信，我们不仅光刻机造不出来，就连放光刻机的洁净室都造不了！不信就看看这篇：半导体制造的洁净室，到底有多干净？

根据需求差异，芯片的分类方式纷繁复杂，并没有一个固定的标准（其实更多时候就是非专业人士的YY，或者企业宣传的噱头罢了）。完全没有必要把每种分类都牢牢记住，有个大致印象，知道怎么回事就足够了，需要的时候提前再去查就行。

一文，帮你捋顺所有芯片分类！(图7)

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