身處美國對(duì)中國半導(dǎo)體大封鎖環(huán)境下，許多像我這樣的門外漢經(jīng)?？吹叫酒?，5nm等字眼，

半導(dǎo)體和芯片是否能劃等號(hào)，5nm又是指的什么呢?

今天就由小白我給大家進(jìn)行簡(jiǎn)單科普吧！

首先，什么是半導(dǎo)體？半導(dǎo)體可以有什么應(yīng)用？

在元素周期表中，C族元素中的Si 和Ge 外層電子不似導(dǎo)體那么容易脫離原子核束縛，也不似絕緣體那樣受原子核束縛強(qiáng)，由于其這種半溫不火的特性，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將其制程晶體時(shí)，人為參入特定雜質(zhì)元素后，其導(dǎo)電性可控，并且在光熱作用下，其導(dǎo)電性能發(fā)生變化，于是利用這些材料制成了半導(dǎo)體器件。當(dāng)然，隨著時(shí)代的發(fā)展，可以制成半導(dǎo)體器件的材料已經(jīng)有了很大的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展了3代半導(dǎo)體材料。

利用以上材料制成的器件都可以稱為半導(dǎo)體器件。而根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)又根據(jù)其功能，將半導(dǎo)體器件分為：集成電路，分立器件，傳感器和光電子器件。

根據(jù)WSTS發(fā)布的數(shù)據(jù)可知，全球半導(dǎo)體元件需求均超過4000億美元，其中集成電路占比超80%。

而集成電路根據(jù)功能又可以劃分成模擬電路、微處理器、邏輯電路、存儲(chǔ)器四個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，這四個(gè)領(lǐng)域2017-2019年的銷售情況如下：

廣義芯片包括集成電路、分立器件、光電子器件、傳感器，狹義芯片單指集成電路。以下我所說的芯片均指集成電路。

我們?cè)谏钪谢蛘咝侣勆辖?jīng)?？吹?，數(shù)字芯片，邏輯芯片，5nm芯片，ASIC等，大家是否和我最初一樣，感覺到很困惑呢。實(shí)際上以上稱呼是根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)芯片的一個(gè)統(tǒng)稱。

我們來看看常見的幾個(gè)芯片分類吧！

按照處理的信號(hào)分類

處理數(shù)字信號(hào)的叫做數(shù)字芯片，處理模擬信號(hào)的叫做模擬芯片。

數(shù)字信號(hào)是指是指以高電平和低電平兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字量的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)中通常用二級(jí)制表示（即0和1），只表示有和無。如下圖所示：

模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號(hào)的幅度，或頻率，或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化，或在一段連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號(hào)。

大家從圖像就可以看出，模擬芯片比數(shù)字芯片更復(fù)雜，其在汽車電子領(lǐng)域和5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)中有廣泛應(yīng)用，全球高端模擬芯片主要集中在TI，ADI等美國廠商手中。

按照制造工藝分類

我們常見的7nm, 5nm芯片，指的是晶體管柵極的最小線寬（柵寬），其反應(yīng)了制程工藝的先進(jìn)性。如下是國際上主要的芯片制成廠商及其工藝狀態(tài)。

制成工藝越小，表示其工藝越先進(jìn)，其中28nm是芯片制成的分水嶺，由此分為先進(jìn)制程和傳統(tǒng)制程。臺(tái)積電和三星是目前世界最先進(jìn)的2家foundary廠商。一般情況下，制程越先進(jìn)，流片費(fèi)用越高。數(shù)字芯片追求先進(jìn)制程，但模擬芯片不然。

按照使用功能分類

此種分類方式應(yīng)該是半導(dǎo)體元件分類中最復(fù)雜，但也是最常用的方式，具體劃分如下：

按照設(shè)計(jì)方式分類

以設(shè)計(jì)方式分類，當(dāng)今的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)有兩大陣營：FPGA 和 ASIC。其中FPGA發(fā)展在先，目前仍是主流應(yīng)用。

簡(jiǎn)單來說FPGA是通用可編程邏輯芯片，可以DIY編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的數(shù)字電路；ASIC是上文所說的專用數(shù)字芯片，設(shè)計(jì)好數(shù)字電路后，流片生成出來的是不可以更改的芯片。前者的特點(diǎn)在于可重構(gòu)定義芯片功能，靈活性強(qiáng)；后者的專用性強(qiáng)，一般是針對(duì)某一特定應(yīng)用定制開發(fā)。

兩種芯片都是隨著半導(dǎo)體工藝發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求而來，從幾十納米到現(xiàn)在的7納米制程，性能都在不斷提升。應(yīng)用方向差異卻逐漸明顯：FPGA在上市速度、一次性測(cè)試成本、配置性上表現(xiàn)突出；而ASIC在運(yùn)算性能、量產(chǎn)成本上遠(yuǎn)勝于FPGA。不過，因?yàn)锳SIC 是固定的電路，如果設(shè)計(jì)更新，新一代芯片就要重新設(shè)計(jì)，定模，加工。雙方算是各有所長。

現(xiàn)在大家聽到或者看到芯片相關(guān)知識(shí)會(huì)不會(huì)更加明白了呢？