芯片:半导体元件产品的统称,电子设备的核心大脑

发布时间 :2023年12月08日

  【导读】

 

   芯片是集成电路的载体,是半导体元件产品的统称。顾名思义,“芯”是核心大脑,“芯片”一词已清楚说明了芯片的作用,即它是电子设备的核心大脑。

 

  集成电路和芯片(Chip)的区别在于:集成电路是最基础的元件,狭义上的集成电路强调的是电路本身,需要加入到电路板中和其它元件一起才能工作;芯片则是各类集成电路形成的有一定功能的集合,即集成电路经设计、制造、封装、测试后的整体产品,通常可以立即使用。

 

  简而言之,就是集成电路构成了芯片。如果用“书本”来比喻芯片的话,那集成电路就相当于书中的“纸张”。

 

集成电路    图源:pixabay.com 

 

芯片   图源:摄图网

 

  作为非专业人员,在日常生活中交流讨论时,不必区分的这么清晰,这时我们可以把集成电路和芯片等同。

 

  为了方便理解芯片的作用,我们用一个生活场景来说明。

 

  之前,小美妈妈去药店买药时,每次都会在店内的杠杆秤上称下体重,获取自己的体重信息。最近小美妈妈开始运动健身,为了监控健身效果,她买了一个体脂秤,每天都测一下。体脂秤会准时把小美妈妈的身体数据进行语音播报,并通过蓝牙传输到了手机APP上:体重50kg、身高160cm、体脂XXX……

  小美妈妈的身体状况,是实际的存在,我们把这称为物质世界中的存在。而通过体脂秤的芯片,小美妈妈的身体状况就会经测量转化为各项数据,传输、存储至健康管理APP,在被进一步分析后,即可输出相应的健康管理建议。通过芯片实现了物质世界与数字世界的连接与互动。

 

  通过上面的例子可以看出,芯片就是一个具有一定功能的集成电路的载体,是物质世界走进数字世界的一个入口。大家或许看过斯皮尔伯格的《头号玩家》,在电影中玩家通过虚拟现实VR)设备进入到游戏中,感觉如同置身于真实世界,游戏世界里运行的各种声光电环境就是由各类计算芯片运算构成的。在工业领域,芯片也发挥着重要作用,生产线上的机器人需要通过芯片来控制运作,高精密度的机床需要通过芯片来控制其加工精度。

  芯片的种类众多,打开芯片采购网站可以看到,里面大约有44万种芯片。以手机为例,手机中存在着多种芯片:手机的CPU是一个中枢芯片,它控制着手机的各个方面,是整个手机的核心;为了帮助CPU快速计算,手机中还有一个内存芯片;为了提升手机性能,如今厂家还在CPU中加入了AI芯片;为了存储照片和视频信息,要有存储芯片;现在是5G时代,所以手机中还需要有5G的模块芯片;如今我们可以直接用手机刷卡乘地铁和公交,也是因为手机里还有一个NFC芯片在默默提供支持,可以说是芯片开启了我们的数字时代。

 

  芯片的制造流程是从设计开始的,简略流程就是“设计→制造→封装→测试→出厂”。这里可能有人会问:这不就是集成电路的流程么?如果在不是那么专业的环境下,也可以这么说,但芯片是大规模的集成电路,是封装好的可以直接使用的一个小黑盒子。

 

  大家对芯片地位的认知可能是从2018年美国打压中兴开始的,因为中兴的芯片控制在美国手中,所以在美国的封锁下,作为世界前列的通讯设备厂商陷入危机,最后以中兴认罚10亿美金、董事长换人结束。随后就是对华为的打压,美国的芯片制裁政策使得华为的通讯设备在市场上蒙受了巨大损失。通过这些事件,我们就能充分认识到芯片在国家发展中的重要战略地位,如果一个国家没有掌握先进技术,就会被打压和控制。

 

  现阶段,我国的芯片产业正在快速发展。在国家层面,我国在“十三五”规划中对芯片发展提出了总体指导意见,并成立了集成电路产业投资基金,对需要投资的企业和技术进行资金上的支持和引领。此外,为了支持我国半导体产业发展,国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》。

 

  根据文件要求,我国在2025年的芯片自给率要达到70%,短短几年时间要从30%提升到70%是一个巨大的挑战,但也充分说明了国家对芯片产业的重视。

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