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 suddivisi in tipi in base ai circuiti integrati (CI) utilizzati.

Se esaminate in base alla funzionalità, le quattro categorie principali di semiconduttori sono i chip di memoria, i microprocessori, i chip standard e i SoC (System-on-a-Chip) complessi. Quando organizzati per tipi di circuiti integrati, i tre tipi di chip sono digitali, analogici e misti.

Punti chiave

• Trovato in migliaia di prodotti elettronici, un semiconduttore è un materiale che conduce l’elettricità più di un isolante ma meno di un conduttore puro.
• In termini generali, i semiconduttori possono essere classificati in un piccolo numero di categorie, inclusi chip di memoria, microprocessori e chip integrati.
• Capire in quale sottosettore di semiconduttori opera una società può aiutare a valutarlo meglio come investimento e identificare correttamente i suoi concorrenti diretti.

Chip di memoria

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

Microprocessori

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

Unità di elaborazione grafica (GPU)

Tecnicamente un tipo di microprocessore, la  GPU (Graphics Processing Unit) è in grado di eseguire il rendering della grafica per la visualizzazione su un dispositivo elettronico. La GPU è stata introdotta nel mercato più ampio nel 1999 ed è meglio conosciuta per il suo utilizzo nel fornire la grafica fluida che i consumatori si aspettano nei video e nei giochi moderni. Prima dell’arrivo delle GPU alla fine degli anni ’90, il rendering grafico era gestito dalla Central Processing Unit (CPU). Quando viene utilizzata insieme a una CPU, una GPU può aumentare le prestazioni del computer assumendo alcune funzioni ad alta intensità di calcolo, come il rendering, dalla CPU. Ciò accelera la velocità di elaborazione delle applicazioni poiché la GPU può eseguire molti calcoli contemporaneamente. Questo cambiamento ha anche consentito lo sviluppo di software e attività più avanzati e ad alta intensità di risorse come il mining di criptovalute.

Chip standard (IC delle materie prime)

I chip standard, noti anche come IC commodity, sono semplici chip utilizzati per eseguire routine di elaborazione ripetitive. Prodotti in grandi lotti, questi chip sono generalmente utilizzati in apparecchi monouso come i lettori di codici a barre. Caratterizzato da margini sottili come un rasoio, il mercato dei circuiti integrati delle materie prime è dominato dai grandi produttori asiatici di semiconduttori. Se un IC è realizzato per uno scopo specifico, viene chiamato ASIC o chip integrato specifico dell’applicazione.

Il SoC, il nuovo 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 microcontrollore, che generalmente combina la CPU con RAM, ROM e input / output (I / O). In uno smartphone, il SoC potrebbe anche integrare grafica, fotocamera ed elaborazione audio e video. Aggiungendo un chip di gestione e un chip radio si ottiene una soluzione a tre chip.

Prendendo 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. Vengono assegnate due diverse tensioni, ciascuna delle quali rappresenta un diverso valore logico.

Chip analogici

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 in punti specifici del circuito. Un chip analogico include tipicamente un transistor insieme a elementi passivi come un induttore, condensatori e resistori. I chip analogici sono più soggetti a rumore o piccole variazioni di tensione, che possono causare errori.

Semiconduttori a circuito misto

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 analogico-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.

La linea di fondo

L’industria dei semiconduttori è stata redditizia e dinamica, innovando in diverse linee del mercato dei computer e dell’elettronica. Sapere che tipo di semiconduttore produce un’azienda, ad esempio CPU vs GPU o ASIC, può aiutarti a prendere decisioni di investimento migliori e più informate all’interno del gruppo industriale.