芯片(Chip)也叫集成电路,是应用于电子计算机和通信设备的微型化电子组件,是电子设计中最重要的基础。芯片是指将电子元件(晶体管、电容、电阻等)的组成电路图,用光刻技术制成的微型化电路片,将它们集成在一起,组成芯片,是计算机、通讯产品等的核心部件。
芯片的制造过程非常复杂,经过多次化学反应,曝光、切割、再加工等数十个单调的步骤,才能制成所需芯片。每一块芯片可以承载巨大的信息和功能,能够支撑整个通讯产品和电子计算机的各项工作。
芯片包含了众多的电子元器件,其中最重要的是晶体管(Transistor)。晶体管是一种控制电流的电子元件,是所有芯片中最核心的元器件。芯片晶体管的数量通常在几千至数十亿之间,这也是芯片比其他电子设备更加微型化的重要原因。
除了晶体管之外,芯片还包含了其它重要元器件,如:电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、电子管等。这些元器件组合出了各种组合,形成了不同功能的芯片。
芯片应用领域非常广泛,几乎涵盖了所有通讯产品和电子计算机等电子设备。计算机芯片是最常见的芯片之一,计算机的中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)都是芯片,在其中执行着计算机的各个指令,并控制着整个设备的工作。
除此之外,手机、智能穿戴设备、车载设备、IOT等领域也都需要使用芯片。应用领域的扩大,也进一步促进了芯片技术的革新与升级。
芯片技术在过去的50多年里,发展迅猛。在不断推动微型化的同时,还不断创新各种新的功能与应用。未来芯片的发展趋势主要有:
1)3D芯片技术。3D芯片是指在芯片内部引入多层互相连接的电路层,大大增加了芯片的处理能力和存储能力。
2)芯片的自主设计。由于市场竞争日益激烈,越来越多的公司开始自主设计芯片,以尽可能的控制研发成本和提高性能。
3)芯片的高能效特性。为了达到更好的性能表现,未来芯片的能耗将越来越低,同时会具备更好的能源管理和更高的智能化水平。
4)芯片的生态共享。未来的芯片会更加开放,开发者可以根据自己的需求快速定制所需芯片,同时不断完善芯片的基础技术。