asic集成电路(ASIC器件)

海潮机械 2022-12-29 11:03 编辑:admin 91阅读

1. asic集成电路

IC设计是总称。ASIC是IC的一个类别,所谓的专用集成电路,与SOC

片上系统相对应,二者的区别在于是否集成了控制内核,现在常见的是ARM内核。ASIC(专用集成电路)。

一般来说ASIC需要和处理器配合使用,SOC则不必,并且可以充当处理器。

IC芯片 (Integrated Circuit 集成电路)是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容、二极管等) 形成的集成电路放在一块塑基上,做成一块芯片。目前几乎所有看到的芯片,都可以叫做 IC芯片 。

2. ASIC器件

京东方发布公告称,公司通过全资子公司天津京东方创投出资10亿元人民币向北京燕东微电子股份有限公司(简称“燕东微”)进行增资,布局集成电路关键领域,实现与产业链合作伙伴建立更稳定的战略合作关系,保持家公司在显示领域的优势地位。

燕东微是一家半导体器件设计、制造和销售企业,产品包括功率半导体、传感器、ASIC和高可靠器件四大产品门类数百个品种,应用于移动通讯、家用电器、声音传输、电源管理、航空航天等领域。

燕东微目前拥有一条6寸芯片生产线,一条基于国产核心装备的8寸芯片生产线,8寸线已完成 Trench-MOSFET、LD/PL-MOSFET、Trench-TVS 、N-JFET 、TMBS、IGBT工艺平台建设并量产。该公司拟投资建设特色工艺12寸集成电路生产线项目,计划股权融资45亿元,天津京东方创投出资10亿元。

京东方的芯片投资不止于此,日前京东方对外表示,公司并未直接开展半导体芯片相关业务,不过参与出资的芯动能基金有芯片相关的投资。从企查查可以看到,京东方和国家集成电路产业投资基金(国家大基金)分别持有北京芯动能投资基金股份37.3459%,是芯动能的大股东。

3. ASIC电路

FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有:

1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。

--2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5) FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。 可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。 目前FPGA的品种很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。 FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。

用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。

加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。

掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。

当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。

这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。 FPGA有多种配置模式:并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设,由微处理器对其编程。

4. asic mcu

芯片的等级排行主要看芯片的处理信号方式,设计理念,应用领域,制程等来排行的。        1 按照处理信号方式可分为模拟芯片和数字芯片。

2 按照设计理念可分为可分为通用芯片和专用芯片。

3 按照应用领域可分为航天级芯片,汽车级芯片,工业级芯片和商业级芯片。

4 按照制程的话还可以分为7nm芯片、14nm芯片、28nm芯片…

今天我们就以钢铁侠为例,从应用功能的角度出发、以人做类比,进行一个详细的分类。

1. 处理器芯片

处理器芯片就相当于人类的大脑,是用来思考、分析和计算的。

中央处理器(CPU),是系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。一般提到CPU,很难不第一时间想到Intel,世界上第一款商业化的处理器就是Intel 4004。除了Intel之外,AMD、IBM、高通等都是设计CPU芯片的代表性企业。国产不错的CPU公司有华为、龙芯、海光、北京君正等。

图形处理器(GPU),也叫视觉处理器或显示芯片,它一般是在电脑、手机这类移动设备上做图像和图形相关运算工作的微处理器。Intel、英伟达、AMD都是GPU领域的代表企业。这两年国产GPU市场也是全面开花,壁仞、摩尔线程、芯动科技、景嘉微等企业都纷纷发布了国产GPU。

数字信号处理器(DSP),是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。除了音视频领域,在自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等领域都能看到DSP的身影。Microchip、TI、ADI、ARM等公司都是DSP芯片领域的代表性企业。

微控制器(MCU),在一颗芯片上将计算、存储、接口等集成在一起,形成芯片级的计算机。MCU的用途比较广泛,但是它最大的应用场景还得是汽车,一辆汽车里就包含70多块MCU芯片。MCU芯片领域的国内外代表企业有:瑞萨电子、恩智浦、ST、华大半导体、士兰微、复旦微电子等。

2. 存储芯片

存储芯片相当于人类的大脑皮层,用来储存信息和数据。心理学上说,人脑记忆可以分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。同样的,存储芯片也有不同的类型,起到不同的作用。

静态随机存取存储器(SRAM),只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持;但是只要断电,数据就会丢失。属于易失性存储器。

动态随机存取存储器(DRAM),只能将数据保持很短的时间,所以需要在通电状态下定时刷新,才能保持数据不变;断电后,数据就会丢失。同样属于易失性存储器。

只读存储器(ROM),信息一旦写入后就固定下来,即使切断电源,信息也不会丢失。属于非易失性存储器。

闪存(Flash),无论是否通电、是否刷新数据,都能够长久地保持数据。和ROM一样属于非易失性存储器。

我国作为世界上最大的存储芯片市场,但长期以来的存储芯片都是依赖进口。当下存储器市场可以说是被国外巨头垄断的状态,尤其是DRAM,光三星、海力士、美光这三家的市场占有率就在94%以上。为了突破存储芯片市场,现在国内也有多家存储芯片企业突围,比如长江存储、长鑫存储、兆易创新、华天科技、复旦微电子等。

3. 传感器

传感器就相当于人类的五官,可以感知/测量生活中的声音、图像、温度、湿度、压力和光信号等。

CMOS图像传感器(CIS),是将光学图像转换成电子信号的电子设备,相当于人的视网膜,手机、相机乃至卫星的拍摄成像都缺不了它。CIS领域的国内外代表企业有:索尼、三星、豪威科技、格科微等。

微机电系统(MEMS),是按功能要求在芯片上把微电路和微机械集成于一体的系统。在手机中的应用尤其广泛,比如磁传感器、指纹传感器、环境传感器等。MEMS领域的国内外代表企业有:博通、博世、歌尔微电子、敏芯微、士兰微等。

触摸/触控芯片(Touch),大家日常使用的手机和平板电脑,它们就内含触控芯片,这种芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。Touch芯片领域的国内外代表企业有:Atmel、比亚迪、晨星半导体、汇顶科技。

4. 电源芯片

电源芯片相当于人类的心脏,可以给身体其他器官提供营养物质。电源芯片可以给ASIC、DSP、CPU、Memory、FPGA及其他数字或模拟负载提供供电。

DC/DC电源芯片(DCDC),指直流转换为直流的电源,是开关电源芯片的一种(另一种是AC/DC)。相较于AC/DC,DC/DC的设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化。

LDO低压差线性稳压器(LDO),是一种稳压器。在电子设计中,经常需要用不同的直流电压给不同器件供电,就可以通过LDO稳压芯片来实现。

电源管理单元(PMU),是一种高度集成的、更加便携式的电源管理方案,可以获得更高的电源转换效率和更低的功耗。

在电源芯片领域比较有代表性的国内外企业有:芯源系统、TI、英飞凌、东芝、瑞芯微、圣邦微电子、上海贝岭等。

5. 通信芯片

通信芯片相当于人类的神经,四通八达,传递信息和数据。

蓝牙芯片(Bluetooth),蓝牙大家经常会用到,它是一种近距离无线连接技术,支持声音、图像的传输。在蓝牙芯片领域有代表性的企业有:高通、赛普拉斯、Dialog、ST、紫光展锐等。

无线芯片(WIFI)就不用多说了,上网冲浪必备,也是一种近距离无线通信。在WIFI芯片领域有代表性的企业有:高通、博通、Marvell、联发科、瑞昱、乐鑫等。

窄带物联网芯片(NB-loT),是一种远距离无线通信,属于广域网。可以应用到智能抄表、智慧路灯、智慧停车、共享单车等多种领域。在NB-loT芯片领域有代表性的企业有:高通、华为、中兴微、联发科、紫光展锐等。

6. 接口芯片

接口芯片相当于人的“四肢”。同样可以用于传递信息和数据。

通用串行总线芯片(USB),是一个外部总线标准,是应用在PC和手机领域的一种接口技术。它也是我们日常接触比较多的一种,比如电脑上的USB插口、手机的USB充电线,都和我们的生活息息相关。在USB芯片领域有代表性的企业有:赛普拉斯、恩智浦和全志科技。

高清多媒体接口芯片(HDMI),是一种全数字化视频和声音发送接口,可以发送未压缩的音频及视频信号。生活中的笔记本电脑、电视、机顶盒就有HDMI接口。在HDMI芯片领域有代表性的企业有:东芝、ADI和全志科技。

5. asic专用集成电路

ASIC技术即专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。 目前用CPLD和FPGA 来进行ASIC设计是最为流行的方式之一,它们的共性是都具有用户现场可编程特性,都支持边界扫描技术,但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。

华为ASIC设计中心1991年成立,2004年在此基础上成立海思半导体,直至成为中国自主芯片设计的代表,华为海思到目前主要设计了五类芯片:

1、SoC芯片

2、AI芯片

3、服务器芯片

4、5G通信芯片

5、其他专用芯片。

6. asic电路设计流程

前端验证 ASIC是定制电路,修改麻烦,资金成本和时间成本都高。 如果先用FPGA验证了电路的功能,功耗,延迟等各种信息,再映射成ASIC的话,可以节约时间和金钱。