Полупроводнички производи покривају све, од основних диода и транзистора до сложених интегрисаних кола и микропроцесора. Ови производи играју кључну улогу у електронским уређајима, укључујући транзисторе за појачавање и пребацивање струје, диоде за исправљање и стабилизацију напона и меморијске уређаје као што су ДРАМ и флеш меморија за складиштење и обраду података. Интегрисана кола, као што су микропроцесори и комуникациони чипови, су срж модерне електронске технологије, омогућавајући сложену обраду података и комуникационе функције. Напредак производње полупроводника и технологије паковања учинио је ове производе ефикаснијим и минијатуризованим, што је покретало развој целокупне електронске индустрије.
полупроводнички уређај
транзистор
Транзистори су основне компоненте полупроводничке технологије, које се широко користе у круговима за појачавање и пребацивање. Главни типови укључују транзисторе са ефектом поља (ФЕТ) и биполарне транзистори (БЈТ). Транзистори са ефектом поља доминирају дигиталним и аналогним колима због своје високе улазне импедансе и карактеристика ниске потрошње енергије. На пример, полупроводнички транзистори са ефектом поља (МОСФЕТ) од металног оксида су основа модерних интегрисаних кола. Биполарни транзистори су и даље важни у појачавању снаге и високофреквентним апликацијама због своје способности брзог пребацивања и великог капацитета носивости струје.
диода
Диоде су најосновнији полупроводнички уређаји, који се углавном користе за једносмерно провођење струје. Уобичајени типови укључују исправљачке диоде и регулаторе напона. Исправљачке диоде се обично користе за претварање наизменичне струје у једносмерну, док се регулатори напона користе за одржавање стабилног нивоа напона и спречавање пренапона кола. Кључни параметри ових диода укључују струју унапред, напон повратног пробоја, потрошњу енергије и брзину пребацивања.
Оптоелектронски уређаји
Оптоелектронски уређаји су важна грана полупроводничке технологије, углавном укључујући диоде које емитују светлост (ЛЕД) и фотоосетљиве уређаје. ЛЕД се широко користи у технологији осветљења и дисплеја због своје високе ефикасности, дугог века трајања и поузданости. Фотоосетљиви уређаји као што су фотодиоде и фототранзистори играју важну улогу у системима аутоматског управљања и комуникације.
Уређаји за складиштење
Меморијски уређаји су срж технологије складиштења података, укључујући динамичку меморију са случајним приступом (ДРАМ) и флеш меморију. ДРАМ се широко користи као главна меморија у рачунарским системима због предности у перформансама велике брзине. Фласх меморија, са својим непостојаним карактеристикама и карактеристикама високе густине, доминира у мобилним уређајима и ССД уређајима. Кључни параметри ових уређаја за складиштење укључују капацитет складиштења, брзину читања и писања, потрошњу енергије и животни век.
Приликом пројектовања полупроводничких уређаја, избор материјала, производни процес и електричне перформансе су кључни фактори. На пример, силицијумски материјали доминирају у полупроводничким уређајима због своје исплативости и зрелих производних процеса. Међутим, са развојем технологије, други материјали као што је галијум арсенид показали су одличне перформансе у специфичним применама. Приликом избора полупроводничких уређаја, поред горе наведених техничких параметара, потребно је узети у обзир и цену, величину и поузданост.
интегрално коло
микропроцесор
Микропроцесори су мозак савремених рачунарских уређаја, одговорни за обраду инструкција и контролу другог хардвера. Њихове перформансе се обично мере бројем језгара, брзином такта (обично у опсегу ГХз), потрошњом енергије (у распону од неколико вати до десетина вати) и технологијом процеса (као што је 7 нанометара, 5 нанометара). Микропроцесори високих перформанси суочавају се са изазовима у потрошњи енергије и хлађењу, захтевајући ефикасна решења за хлађење.
Чип за складиштење
Чипови за складиштење су кључне компоненте складиштења података, укључујући статичку меморију са случајним приступом (СРАМ) и динамичку меморију са случајним приступом (ДРАМ). СРАМ има предности велике брзине и ниске латенције, али је његова цена висока, а капацитет мали. ДРАМ обезбеђује већи капацитет складиштења и нижу цену, али са мањом брзином и већом потрошњом енергије. Кључни параметри чипа за складиштење укључују капацитет складиштења (у распону од неколико МБ до неколико ГБ), време приступа (у наносекундама) и потрошњу енергије (у распону од неколико миливата до неколико вати).
Комуникациони чип
Комуникациони чип се користи за обраду бежичних или жичаних комуникационих сигнала, а кључна је подршка различитим комуникационим стандардима, као што су 5Г, Ви-Фи, Блуетоотх, итд. Индикатори перформанси ових чипова укључују брзину преноса (Мбпс или Гбпс), фреквенцију домет, однос енергетске ефикасности (мерен у потрошњи енергије по биту), као и подржани комуникациони стандарди и протоколи.
Аналогни чип
Аналогни чипови претварају дигиталне у аналогне сигнале, укључујући аналогно-дигиталне претвараче (АДЦ) и дигитално-аналогне претвараче (ДАЦ). Кључ њихових перформанси лежи у брзини конверзије (број узорака у секунди), тачности (број битова), потрошњи енергије (обично у миливатима) и нивоу буке (обично изражен у односу сигнал-шум). Аналогни чипови играју важну улогу у обради сигнала и сензорским интерфејсима.
Мешовити сигнални чип
Чип мешовитих сигнала комбинује аналогна и дигитална кола, способна да обрађује аналогне сигнале и користи их у дигиталним системима. Овај тип чипа је посебно важан у мобилним телефонима, потрошачкој електроници и аутомобилској електроници. Њихови кључни параметри укључују ниво интеграције, потрошњу енергије и величину (обично у милиметрима) ² Прорачун и цену. Комбиновани сигнални чип захтева прецизан дизајн како би се осигурало да аналогни и дигитални делови не ометају једни друге.
Дизајн и производња интегрисаних кола су веома сложени и скупи процеси који захтевају напредне материјале као што су силицијум и галијум арсенид, као и напредне производне технологије као што је дубока ултраљубичаста литографија. Са развојем технологије, величина интегрисаних кола наставља да се смањује и перформансе настављају да се побољшавају, али се истовремено суочавају и са изазовима као што су цена, сложеност дизајна и физичка ограничења.
