Чип что такое: Чип — что это такое? Определение, значение, перевод

Содержание

Что такое чип и зачем он нужен

16.08.2021

Через «Муркошу» прошло уже более 6800 кошек. И, разумеется, мы в обязательном порядке ведем учет всех поступивших и уехавших животных. Внешность порой бывает обманчива, и перепутать двух похожих кошек довольно просто. Чтобы таких ошибок не возникало, все подопечные приюта имеют индивидуальные чипы.

Чип (микрочип или чип-имплантат) – интегральная микросхема размером с крохотное рисовое зернышко. В микрочип зашит уникальный идентификационный номер, отображающийся при сканировании. Есть ряд вопросов, чаще всего возникающих у незнакомых с процедурой чипирования, на которые мы хотели бы ответить.

Где проводят процедуру чипирования?

Микрочип ставится врачом непосредственно в ветеринарных клиниках, предоставляющих такую услугу. Самостоятельно чипировать животное нельзя.

Как имплантируют чип?

Чипирование – это быстрая (аналогично прививке), безопасная и простейшая процедура помещения микрочипа под кожу между лопатками животного.

Испытывает ли кошка боль?

Процесс вживления по сути подобен самому обычному уколу и не требует обезболивания.

Нужна ли какая-то адаптация после вживления чипа?

Процедура малоинвазивная и не требует реабилитационного периода. Сам чип тоже работает сразу после установки.

Вреден ли чип для кошки?

Микрочипы изготовляются из биосовместимых материалов, не вызывающих аллергии и не изменяющих свойств на протяжении всего срока службы. Они не производят излучения, так как действуют пассивно, и не вмешиваются в работу организма.

По статистике вероятность побочных реакций после чипирования собак, кошек и других животных менее 0,0001% процента. Из этих реакций наиболее распространенной является миграция микрочипа от своего первоначального места имплантации, которая не причиняет вреда, а лишь немного затрудняет сканирование.

Если чип «уползет» из предназначенного места, то номер питомца не смогут просканировать и вернуть хозяевам?

Приют или ветеринарная клиника наверняка смогут прочесть любой микрочип, ведь работники этих учреждений осведомлены о возможных нюансах поиска чипов у животных и принимают дополнительные меры, чтобы найти микрочип.  

Какой срок работы у чипа? Нужно ли его заменять?

Чип бесперебойно работает в течении 25 лет, то есть в течение всей жизни кошки, и не требует замены.

ВАЖНО! Помимо проведения самой процедуры чипирования, не забудьте зарегистрироваться в базе данных и регулярно обновлять контактную информацию в случае изменений. Сделать это можно в ветеринарной клинике.

Зачем нужен чип?

Основных причины две: возвращение потерявшегося любимца и путешествия с ним за границу.

Факт: Во многих западных странах чип для животного является таким же важным «документом», как паспорт для человека. В некоторые из государств Европы возможен ввоз только чипированного питомца.

Читайте подробнее: «Перевозим кошку — как, куда и на чём».

Если потерявшаяся кошка попадает в приют или ветеринарную клинику, идентификационная информация с чипа считывается сканером. По номеру из базы данных производителя чипов можно запросить контактную информацию и связаться с владельцем кошки, что позволит быстро вернуть её домой.  Это значительно повышает шансы на успех в поисках, но также необходимо принять и стандартные меры в случае пропажи питомца.

Читайте подробнее: «Что делать, если кошка потерялась?»

Чаще всего речь о тех домашних животных, кто «загулял» по воле хозяев. Однако риски для таких питомцев не ограничиваются временной пропажей, поэтому выпускать кошек на улицу мы вообще не советуем.

Читайте подробнее: «Самовыгул – когда свобода означает смерть».

Казалось бы, домашние кошки никуда не денутся из квартиры, если их не выпускать специально, а значит и в чипировании смысла нет. Но по своему опыту волонтеры «Муркоши» или любого другого приюта скажут, что потерявшиеся кошки попадают к ним в руки с завидной регулярностью.

Помимо свободно гуляющих «потеряшек», есть среди них и случайно выбежавшие в подъезд или незаметно юркнувшие через входную дверь из любопытства, а также выпавшие из окон и балконов.

Читайте подробнее: «Опасность открытых окон и вертикальных проветриваний».

И это далеко не полный список, а лишь самые распространенные причины. Насколько же оправдана имплантация чипа?

Исследование более 7800 бездомных животных из приютов показало, кошки без микрочипов вернулись к их владельцам лишь в 1,8% случаев, кошки с микрочипами были возвращены владельцам в 38,5% случаев (по данным Journal of the American Veterinary Medical Association). Приведенная статистика говорит сама за себя, и надеемся, что нам удалось донести, почему так важно чипировать своих питомцев, будь то кошки или собаки.

Если вы взяли кошку из «Муркоши», то чип у нее уже есть. Чтобы зарегистрировать его на себя как хозяина, вам нужно приехать в любую крупную ветеринарную клинику, где предоставляют такую услугу, заполнить анкету и заплатить взнос за внесение данных в базу.Саму процедуру чипирования заново проводить не нужно.

Что собственно такое чип для картриджа?


Ответ на эти вопросы может быть одновременно простым и сложным. Поскольку чипы теперь являются очень серьезной частью индустрии, теперь настал момент осветить происхождение картриджных чипов и их развитие на протяжении многих лет. Мы также рассмотрим различные технологии, различия в некоторых новейших чипах, а самое важное, что они могут, а что не могут делать. На протяжении долгого времени чипы весьма быстро совершенствовались (иногда быстрее, чем те технологии, к которым они прилагались). Если вы ещё не интересовались вопросом, то в этой статье мы рассмотрим развитие чипов за последние 20 лет.

Перед тем как начнём, немного взглянем на историю.

До использования чипов существовало довольно много картриджей, в которых использовались предохранители той или иной формы. Они были недорогими, и менять их было просто. Смотри изображения А и В. Когда 
впервые появились чипы для картриджей, они были очень просты, и не стоило никакого труда их перепрограммировать. Для этого достаточно было достаточно небольшого приборчика, который мог переписывать 
код. В появившемся весной 1992 года агрегате TEC 1305 были впервые использованы чипы. Чипы, которые использовались в TEC 1305, а также в появившемся вскоре после агрегате Xerox N24, были довольно простыми устройствами.



Компания HP также поначалу использовала очень простые готовые чипы для Color LJ 4500. Они просто вставлялись в разъём. На изображении 2 вы можете видеть, как с годами развивались чипы HP на примере совместимых чипов.
Есть старый 4500 IC, первый радиочастотный чип, одна из первых схем с технологией монтажа на поверхность (SMT) и, наконец, МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ версии, используемые сегодня.

Компания Lexmark всегда была самым трудным для нашей индустрии оригинальным производителем. С моделью Optra T(4069) было не так уж и трудно справиться, но с выпуском серии T520, наш мир изменился. Одним 
из первых совместимых решений стала большая плата с проводками, на которую был приделан старый оригинальный чип, проводки подсоединялись к «переходной» плате, которая помещалась в разъем. Затем появились первые отдельные платы. Всё начиналось с крупных компонентов, которые уменьшались по мере развития индустрии. И наконец, настало время совсем маленьких плат с безумно сложными схемами кодирования, что собственно у нас и есть сейчас. За несколькими исключениями все чипы HP и Lexmark являются чипами контактного типа с пластинками на схеме, которые касаются контактов при установке картриджа в машину (исключения – HP-4100, 4600 и 9000). Другой тип – радиочастотные чипы (RF). Эти чипы через небольшую антеннусвязываются с принтером.

Антенной может быть спиралька из провода или тонкая наклейка с гибкой микросхемой, напечатанной на ней. Они весьма разнятся в зависимости от производителя. Также имели место быть чипы всяких необычных форм и способов исполнения. Есть, например, плата, выглядящая как кредитная карта, которая вставляется в машину при установке нового картриджа, чтобы обнулить счётчик принтера. Новейшей разновидностью, как для оригинальных, так и для совместимых производителей, являются специальные м и к р о п р о ц е с с о р н ы е чипы. Они разработаны с одной целью. Программа встроена в чип и является скорее частью устройства, чем ПО.

Производство специальных микропроцессорных чипов.

Производственный процесс для микропроцессорных чипов на самом деле довольно интересен. Все начинает с песка, или кремния в виде двуокиси кремния. Двуокись кремния очищается, расплавляется, из этого выращивается кристалл, который становится тем, что мы называем «болванкой». Такие кристаллы весят обычно около 100 килограмм и по форме напоминают цельный цилиндр. Болванки нарезаются и каждый срез полируется до тех пор пока не получается абсолютно ровная зеркальная поверхность. Тогда срезы покрываются фоторезистом, засвечиваются, вытравливаются и смазываются. «Смазывание» – это когда другие химикаты добавляются на отдельные участки, чтобы менять проводимость кремния. 
Затем в зависимости от того, что производится, добавляются другие слои или медное покрытие. На изображении показана пластина «вафля» 6 дюймов в диаметре. Пластины проверяются, а затем тестируются, таким образом, получаются тысячи чипов. Для HP P4015 из одной «вафли» получается 15000 чипов с шифрованием. Они запаковываются, чтобы им можно было подключать и использовать для целей нашей индустрии, устанавливаются на меленькую электронную плату.  

Все ли микропроцессорные чипы одинаковы?

Так как все микропроцессорные чипы делаются одинаково, то не являются ли они сами все одинаковыми? Не особо. Пускай они выпускаются одинаковым способом, но устройство у них может быть абсолютно разным. Сейчас в основном используются два базовых типа. Чипы одного из них разработаны так, что у них отсутствует шифровальный модуль. Шифровальный модуль – это то, что вычисляет, что ответить принтеру, когда тот задаёт вопрос. Более дешевые чипы не имеют этого модуля. Они эмулируют существующие чипы тем, что могут ответить на все известные вопросы, но если вдруг случится обновление ПО, из-за которого возникнут новые вопросы, или даже те же самые вопросы, просто заданные иначе, такие чипы не смогут ответить правильно и принтер выдаст ошибку.

Причина такого отличия – цена.

Шифровальный модуль занимает много места на матрице чипа, чем больше матрица, тем меньше чипов на «вафлю», те выше цена за чип. На изображениях 9 и 10 представлены схемы обоих типов. Если у чипа есть такой шифровальный узел, тогда он может 100% эмулировать оригинальный чип. Обновление ПО не имеет значения, поскольку данный модуль на самом деле вычисляет правильный ответ. Он не посылает запрограммированный ответ, как более дешевые чипы. И хотя они еще не появились, но новые машины и чипы от HP будут способны отправлять команду-подтверждение. Только чипы с шифровальным модулем смогут отправлять правильный ответ. Если вы не уверены, какие чипы продает ваш поставщик, задайте ему этот вопрос.

Что такое картриджный чип?


Кратко пройдясь по истории, мы ещё не получили всех ответов. Чем именно является картриджный чип? Что он, собственно, делает?
Начнём с того, чем являются такие чипы; Картриджный чип – это устройство, которое сообщается с машиной.

Как через непосредственный контакт, так и по радиочастотам.

• Обычно они помещены на маленькую микросхему.
• У них имеется память для хранения информации.
• Иногда у них имеется процессор, чтобы выдавать правильные ответы.
• Имеется схема, подающая электричества, для периодической подпитки процессора.
• Обеспечивают защиту от прыжков напряжения.

Чипы обычно…

• содержат специфическую информацию о картридже (так машина узнаёт, что был установлен правильный картридж).
• содержат информацию об объёме картриджа.
• содержат информацию о регионе (некоторые производители используют различную кодировку в разных географических регионах).

• обеспечивают аутентификацию, чтобы сделать сообщение с принтером возможным
– Должны правильно отвечать машине
– Должны использовать правильную кодировку
Должна отвечать в течение определенного времени

• содержат необходимую машине информацию для управления расходом тонера.
– Машина определяет уровень тонера и записывает эту информацию на чип.
– Чип пошлет эту информацию назад в машину при запросе.

• сохраняют текущую информацию о машине по мере использования картриджа.
– Машина считает напечатанные страницы и записывает эту информацию на чип.
– Машина считает напечатанные пикселя (покрытие страницы) и также записывает эту информацию на чип.
– Чип пошлет эту информацию назад в машину при запросе. Следует отметить, что более ранние модели не имели столь точной системы подсчёта. Прогресс огромен, но идеал ещё не достигнут. Теперь мы знаем, что такое чип.

Перейдём к следующему вопросу. Что собственно чип делает?



Чип сохраняет информацию о номере картриджа, объеме и регионе, когда это потребуется, он отправит эту информацию машине. По мере использования картриджа принтер будет посылать на чип информацию о количестве напечатанных страниц, покрытии страницы и предполагаемом количестве оставшегося тонера. Информация сохраняется на чипе и будет отправлена назад на принтер по его (принтера) требованию.
Повелителем в этом процессе является машина. Она сначала посылает данные, касающиеся всего выше-перечисленного, на чип, а потом по мере надобности считывает.
Чип – это раб. Чип должен смочь правильно ответить машине за определенное время, используя при этом правильную кодировку:

– Правильную информацию о картридже (парт-номер).
– Правильный регион.
– Является ли картридж новым, или уже использованным.
– Если картридж использован, то количество напечатанных страниц и покрытие.
– Количество тонера, оставшееся в картридже.

Информация с чипа ДОЛЖНА соответствовать объему тонера.

– Чипы не могут компенсировать большие изменения
– Несоответствие информации приведёт к ошибкам.

Итак, зная, что чип может делать, посмотрим, чего он НЕ может

• Чип НЕ контролирует объем. Они заранее запрограммирован на стартовый объем, но счёт страниц, покрытие, низкий объем тонера и полный расход тонера определяются машиной. Машина, конечно, записывает это на чип, так что чип по запросу будет выдавать эту информацию назад. Но начальное решение исходит

от принтера. Когда сообщение об окончании тонера записывается в чип, изменить эту информацию уже нельзя. Именно поэтому если у вас в картридже плохой контакт и появляется ошибочное сообщение о низком уровне тонера, даже

после устранения неполадки, чип картриджа все равно будет посылать сообщение о низком уровне тонера. Если такое попало на чип, единственный способ избавиться от этого – заменить чип.

• Чипы не выключают машину на определенном количестве страниц.

– У чипов нет этой способности. Машины будут использовать информацию, заложенную в чип, чтобы определить, когда нужно и нужно ли останавливать печать, но сама информация изначально исходит от машины, а не вычисляется чипом.

• Чип также не контролирует информацию об уровне тонера.
– Это также не входит в возможности чипа.
– Машина определяет уровень тонера, считая количество пикселей. Машина использует специальную формулу, чтобы вычислить количество тонера на пиксель и сохраняет эти данные на чип.
– Некоторые машины также используется механический, электрический и оптический способы определения уровня тонера. Опять же – это сохраняется на чипе, но не определяется чипом. Если бы чип мог определять уровень тонера, количество напечатанных страниц, и так далее, он был бы безумно сложным устройством и занимал бы куда больше места, чем было бы экономически оправдано. Зачем постоянно воспроизводить сложную электронику, если можно сделать это один раз в самой машине.

• Чипы не могут выдавать сообщение об ошибке.
– В машине содержатся все необходимые схемы, чтобы создавать сообщения об ошибке. Если машина не может видеть, или считать чип, этот создаст ошибку, но сообщение будет выдано машиной, а не чипом. Как обращаться с чипами в производстве?

Хотя большинство МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ чипов более устойчивы к повреждениям от статического электричества (ПСЭ), чем другие типы, все-таки такое тоже может случиться, и чипы с интегральной схемой легко повреждаются от этого. Ниже приводится несколько мер предосторожностей, чтобы снизить возможные риски на производстве. ПСЭ может случиться в любой момент, оно становится особенно опасным при очень низкой влажности (вспомните какого ходить зимой в носках по коврику икасаться при этом дверной ручки).

• Не извлекайте чипы из упаковки, если не готовы их использовать
• Убедитесь, что манипуляторы заземлены
• Не вываливайте чипы в корзины и не высыпайте на столы и сиденья
• Не используйте сжатый воздух или пылесос, чтобы очищать картридж после тестирования. Просто протрите чистой тряпочкой, если это нужно (не протирайте чип!).

Движение воздуха при работе пылесоса или продувного устройства создаст накопление статического электричества. Даже пылесосы с заземлением могут вызвать проблемы, если будут соответствующие условия. Заметный и сильный удар, который вы получаете, пройдясь по ковру зимой, а после дотронувшись до металлической поверхности и есть ПСЭ, но не такое, какое бывает на производстве. В большинстве случаев оно не заметно и вы просто не заметите, что были нанесены повреждения. Вам нужно следовать вышеприведенным советам, и тогда урон будет минимизирован. Хотите ли вы, или нет, но чипы теперь неотъемлемая часть нашей индустрии. И едва ли они вскоре уйдут. По-видимому, судя по тенденциям, они будут становиться всё сложнее. Чипы для картриджей становятся всё меньше, поэтому нам кажется, что хотя их код будет становиться все сложнее, их функции останутся теми же. И хотя в нашей индустрии чипы по большей части считают помехой, они также могут быь и весьма полезными. Благодаря вписываемым данным, мы можем получить вполне полную картину того, что клиент делал с картриджем. Когда клиент звонит и говорит, что картридж напечатал только энное количество страниц прежде, чем израсходовался, вы можете определить настоящее число напечатанных страниц, а также для многих машин процент покрытие. Это может, как подтвердить то, что думает клиент, так и использоваться для разъяснений. Как и принтеры, на которых они работают, чипы, по-видимому, следуют аксиоме, «меньше, лучше, быстрее». Они продолжают развиваться, но и индустрия на мест не стоит. Что точно никогда не изменится, так это то, что скучать никогда не придётся.

Что такое полупроводник и как он используется?

Что такое полупроводник?

Полупроводник — это материальный продукт, обычно состоящий из кремния, который проводит больше электричества, чем изолятор, такой как стекло, но меньше, чем чистый проводник, такой как медь или алюминий. Их проводимость и другие свойства могут быть изменены путем введения примесей, называемых легированием, для удовлетворения конкретных потребностей электронных компонентов, в которых они находятся.

Полупроводники, также известные как полуфабрикаты или чипы, можно найти в тысячах продуктов, таких как компьютеры, смартфоны, бытовая техника, игровое оборудование и медицинское оборудование.

Ключевые выводы

  • Полупроводник, встречающийся в тысячах электронных изделий, представляет собой материал, проводящий электричество лучше, чем изолятор, но хуже, чем чистый проводник.
  • Существует четыре основных типа полупроводников.
  • Полупроводниковая промышленность живет и умирает благодаря простому убеждению: меньше, быстрее и дешевле.
  • Инвесторы должны иметь в виду, что полупроводниковая промышленность очень циклична и подвержена периодическим подъемам и спадам.
  • Помимо инвестиций в конкретные компании, производящие полупроводники, существуют также ETF, индексные фонды и индексы, которые разбивают сектор на производителей микросхем и производителей оборудования для микросхем.

Понимание полупроводников

Полупроводниковые устройства могут проявлять ряд полезных свойств, таких как переменное сопротивление, более легкая передача тока в одном направлении, чем в другом, и реакция на свет и тепло. Их фактическая функция включает усиление сигналов, переключение и преобразование энергии.

Поэтому они находят широкое применение практически во всех отраслях, а компании, которые их производят и тестируют, считаются отличными индикаторами здоровья экономики в целом.

Полупроводниковая промышленность является чрезвычайно важным сектором как для экономики США, так и для мировой экономики, поскольку полупроводниковые компоненты используются в широком спектре потребительских и коммерческих товаров, от автомобилей до компьютеров, мобильных устройств и персональной электроники.

Типы полупроводников

Полупроводники бывают двух основных типов, основанных на элементах, включенных вместе с кремнием, процесс, известный как «легирование». Эти «примеси» вводятся в кристаллический кремний для изменения свойств готового полупроводника:

  • Полупроводник n-типа содержит одну или несколько примесей на основе пятивалентных атомов, таких как фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. Для этой цели обычно используется фосфор, а также мышьяк или сурьма.

Использование полупроводников

Вообще говоря, полупроводники делятся на четыре основные категории продуктов:

Память

Чипы памяти служат временным хранилищем данных и передают информацию в мозг компьютерных устройств и обратно. Консолидация рынка памяти продолжается, в результате чего цены на память настолько низки, что лишь немногие гиганты, такие как Toshiba, Samsung и NEC, могут позволить себе остаться в игре.

Микропроцессоры

Это центральные процессоры, содержащие базовую логику для выполнения задач. Доминирование Intel в сегменте микропроцессоров вытеснило почти всех остальных конкурентов, за исключением Advanced Micro Devices, с основного рынка в меньшие ниши или вообще в другие сегменты.

Товарная интегральная схема

Иногда называемые «стандартными чипами», они производятся огромными партиями для рутинной обработки. В этом сегменте, где доминируют очень крупные азиатские производители чипов, маржа прибыли мизерна, за которую могут конкурировать только крупнейшие полупроводниковые компании.

Комплекс СОЦ

«Система на чипе» — это, по сути, создание микросхемы интегральной схемы с возможностями всей системы. Рынок вращается вокруг растущего спроса на потребительские товары, которые сочетают в себе новые функции и более низкие цены. Поскольку двери на рынки памяти, микропроцессоров и промышленных интегральных схем плотно закрыты, сегмент однокристальных систем, возможно, остается единственным, у которого осталось достаточно возможностей для привлечения широкого круга компаний.

Полупроводниковая промышленность

Успех в полупроводниковой промышленности зависит от создания более компактных, быстрых и дешевых продуктов. Преимущество маленького размера заключается в том, что на один и тот же чип можно поместить больше энергии. Чем больше транзисторов на чипе, тем быстрее он может работать. Это создает жесткую конкуренцию в отрасли, а новые технологии снижают себестоимость производства чипа.

Это привело к наблюдению, известному как закон Мура, согласно которому количество транзисторов в плотной интегральной схеме удваивается примерно каждые два года.

Наблюдение названо в честь Гордона Мура, соучредителя Fairchild Semiconductor и Intel, который написал статью, описывающую его, в 19 году.65. В настоящее время период удвоения часто называют 18 месяцами — цифра, приведенная исполнительным директором Intel Дэвидом Хаусом.

В результате на производителей микросхем постоянно оказывается давление, чтобы они придумали что-то лучшее и даже более дешевое, чем то, что было определено как современное всего за несколько месяцев до этого. Поэтому полупроводниковым компаниям необходимо поддерживать большие бюджеты на исследования и разработки. Ассоциация по исследованию рынка полупроводников IC Insights сообщила, что полупроводниковые компании, как ожидается, увеличат бюджеты на исследования и разработки на 9%.% в 2022 году. Они также прогнозируют, что совокупный годовой темп роста (CAGR) также вырастет примерно на 5,5% в период с 2022 по 2026 год.

Производство полупроводников

Традиционно полупроводниковые компании контролировали весь производственный процесс, от проектирования до производства. Тем не менее, многие производители чипов в настоящее время делегируют все больше и больше производства другим представителям отрасли. Литейные компании, единственным бизнесом которых является производство, недавно вышли на передний план, предлагая привлекательные варианты аутсорсинга. Помимо литейных цехов, начинают пополняться ряды все более специализированных дизайнеров и тестировщиков микросхем. Компании, производящие микросхемы, становятся все более экономичными и эффективными. Производство чипсов теперь напоминает кухню ресторана для гурманов, где повара выстраиваются в очередь, чтобы добавить в смесь нужные специи.

В 1980-х производители чипов жили с доходностью (количество работающих устройств из всех произведенных) на уровне 10-30%. Производители чипов сейчас стремятся к доходности (количество работающих устройств из всех произведенных) не ниже 90%. Это требует очень дорогих производственных процессов.

В результате многие полупроводниковые компании занимаются проектированием и маркетингом, но предпочитают отдавать часть или все производство на аутсорсинг. Эти компании, известные как производители чипов без фабрик, обладают высоким потенциалом роста, потому что они не обременены накладными расходами, связанными с производством или «изготовлением».

Инвестиции в полупроводниковую промышленность

Помимо инвестирования в отдельные компании, существует несколько способов мониторинга эффективности инвестиций в секторе в целом. К ним относятся эталонный индекс полупроводников PHLX, известный как SOX, а также его производные формы в биржевых фондах. Существуют также индексы, которые разбивают сектор на производителей микросхем и производителей оборудования для микросхем. Последний разрабатывает и продает оборудование и другие продукты, используемые для разработки и тестирования полупроводников.

Кроме того, некоторые зарубежные рынки, такие как Тайвань, Южная Корея и, в меньшей степени, Япония, сильно зависят от полупроводников, и поэтому их индексы также дают представление о состоянии мировой промышленности.

Особые соображения по инвестированию в полупроводники

Если инвесторы в полупроводники и могут что-то помнить, так это то, что полупроводниковая промышленность очень циклична. Производители полупроводников часто видят циклы «бум и спад», основанные на основном спросе на продукты на основе микросхем. В хорошие времена размер прибыли для производителей микросхем может быть очень высоким; однако, когда спрос падает, цены на чипы могут резко упасть, что серьезно повлияет на цепочки поставок во многих отраслях.

Спрос обычно отслеживает спрос конечного рынка на персональные компьютеры, сотовые телефоны и другое электронное оборудование. В хорошие времена такие компании, как Intel и Toshiba, не могут производить микрочипы достаточно быстро, чтобы удовлетворить спрос. Когда времена тяжелые, они могут быть совершенно жестокими. Например, низкие продажи ПК могут привести к резкому падению отрасли и цен на ее акции.

В то же время не имеет смысла говорить о «чиповом цикле» как о событии единичного характера. Хотя производство полупроводников в основе своей остается сырьевым бизнесом, его конечные рынки настолько многочисленны — ПК, коммуникационная инфраструктура, автомобили, потребительские товары и т. д., — что маловероятно, что избыточные мощности в одной области обрушат весь дом.

Риски цикличности

Удивительно, но цикличность отрасли может обеспечить определенный комфорт для инвесторов. В некоторых других технологических секторах, таких как телекоммуникационное оборудование, никогда нельзя быть полностью уверенным, является ли состояние циклическим или постоянным. Напротив, инвесторы могут быть почти уверены, что в какой-то момент в не столь отдаленном будущем рынок изменится.

Хотя цикличность обеспечивает некоторое утешение, она также создает риск для инвесторов. Производители чипов должны постоянно участвовать в азартных играх с высокими ставками. Большой риск связан с тем, что после крупного проекта развития компаниям может потребоваться много месяцев или даже лет, чтобы выяснить, сорвали ли они джек-пот или все испортили. Одной из причин задержки является переплетенная, но фрагментированная структура отрасли: пики и пики в разных секторах приходятся на разное время.

Например, нижняя точка для литейных заводов часто наступает гораздо раньше, чем для разработчиков микросхем. Другая причина заключается в том, что отрасль занимает много времени: на разработку микросхемы или создание литейного цеха уходят годы, и еще больше времени уходит на то, чтобы продукты приносили прибыль.

Компании, производящие полупроводники, сталкиваются с классической головоломкой: технология движет рынком или рынок движет технологией. Инвесторы должны признать, что оба эти фактора применимы к полупроводниковой промышленности.

Поскольку компании тратят большую часть доходов на исследования и разработки, окупаемость которых может занять несколько месяцев или даже лет, а иногда и этого не произойдет, если технология неисправна, инвесторам следует с осторожностью относиться к заявлениям компаний, заявляющих о обладают новейшими и лучшими технологиями в полупроводниковой промышленности.

Чем полупроводник отличается от проводника или изолятора?

Полупроводник по существу функционирует как гибрид проводника и изолятора. В то время как проводники представляют собой материалы с высокой проводимостью, которые позволяют протекать заряду при приложении напряжения, а изоляторы не пропускают ток, полупроводники попеременно действуют как изолятор и проводник, где это необходимо.

Что такое полупроводник N-типа?

Полупроводник n-типа представляет собой полупроводник со смешанными примесями, в котором используются пятивалентные примесные атомы, такие как фосфор, мышьяк, сурьма и висмут.

Что такое полупроводник P-типа?

Полупроводник p-типа представляет собой тип внешнего полупроводника, который содержит трехвалентные примеси, такие как бор и алюминий, которые повышают уровень проводимости обычного полупроводника, состоящего исключительно из кремния.

Что такое собственный полупроводник?

Собственный или чистый полупроводник — это полупроводник, в который не добавлены какие-либо примеси или легирующие примеси, как в случае полупроводников р-типа и n-типа. В собственных полупроводниках количество возбужденных электронов и количество дырок равны: n = p.

Практический результат

В наши дни полупроводники буквально заставляют мир вращаться. Без полупроводников у нас не было бы компьютеров, интернета, мобильных телефонов и телевизоров с плоским экраном. Неудивительно, что полупроводниковая промышленность играет заметную роль в мировой экономике. Этот сектор также остается центром инноваций, поскольку закон Мура продолжает творить чудеса, производя более мощные микрочипы, производство которых со временем становится дешевле.

Основные типы микросхем, выпускаемых полупроводниковыми компаниями

Типы микросхем, производимых полупроводниковыми компаниями, можно разделить на две категории. Обычно чипы классифицируют по их функциональности. Однако иногда их делят на типы в зависимости от используемых интегральных схем (ИС).

С точки зрения функциональности можно выделить четыре основные категории полупроводников: микросхемы памяти, микропроцессоры, стандартные микросхемы и сложные системы на кристалле (SoC). При организации по типам интегральных схем три типа микросхем являются цифровыми, аналоговыми и смешанными.

Ключевые выводы

  • Полупроводник, встречающийся в тысячах электронных изделий, представляет собой материал, проводящий электричество лучше, чем изолятор, но хуже, чем чистый проводник.
  • В широком смысле полупроводники можно разделить на несколько категорий, включая микросхемы памяти, микропроцессоры и интегральные микросхемы.
  • Понимание того, в каком подсекторе полупроводников в основном работает компания, может помочь лучше оценить ее как инвестиции и правильно определить ее прямых конкурентов.

Микросхемы памяти

С точки зрения функциональности полупроводниковые микросхемы памяти хранят данные и программы на компьютерах и устройствах хранения данных.

Микросхемы оперативной памяти (ОЗУ) обеспечивают временные рабочие пространства, тогда как микросхемы флэш-памяти хранят информацию постоянно, если она не стерта. Чипы постоянной памяти (ROM) и программируемой постоянной памяти (PROM) не могут быть изменены. Напротив, микросхемы стираемой программируемой постоянной памяти (EPROM) и электрически стираемой постоянной памяти (EEPROM) можно заменять.

Микропроцессоры

Микропроцессоры содержат один или несколько центральных процессоров (ЦП). Компьютерные серверы, персональные компьютеры (ПК), планшеты и смартфоны могут иметь несколько процессоров.

Современные 32- и 64-разрядные микропроцессоры в ПК и серверах основаны на архитектурах x86, POWER и SPARC, впервые разработанных несколько десятилетий назад. С другой стороны, мобильные устройства, такие как смартфоны, обычно используют архитектуру чипов ARM. Менее мощные 8-, 16- и 24-битные микропроцессоры (называемые микроконтроллерами) используются в таких продуктах, как игрушки и транспортные средства.

Графические процессоры (GPU)

Графический процессор (GPU) — тип микропроцессора, способный отображать графику на электронном устройстве. Графический процессор был представлен на более широком рынке в 1999 году и наиболее известен своим использованием для обеспечения плавной графики, которую потребители ожидают от современных видео и игр.

До появления графических процессоров в конце 1990-х за рендеринг графики отвечал центральный процессор (ЦП). При использовании вместе с ЦП графический процессор может повысить производительность компьютера, взяв на себя некоторые ресурсоемкие функции, такие как рендеринг, от ЦП. Это увеличивает скорость обработки приложений, поскольку графический процессор может выполнять множество вычислений одновременно. Этот сдвиг также позволил разработать более продвинутое и ресурсоемкое программное обеспечение и такие виды деятельности, как майнинг криптовалюты.

Товарные ИС

Товарные интегральные схемы (CIC) — это простые микросхемы, используемые для выполнения повторяющихся процедур обработки. Эти чипы, производимые большими партиями, обычно используются в специализированных устройствах, таких как сканеры штрих-кода. На товарном рынке микросхем доминируют крупные азиатские производители полупроводников. Если ИС изготавливается для определенной цели, она называется ASIC или интегрированной микросхемой для конкретного приложения. Например, майнинг биткойнов сегодня осуществляется с помощью ASIC, которые выполняют только одну функцию: майнинг. Программируемые пользователем вентильные матрицы (микросхемы FPGA) — это еще один тип коммерческих ИС, которые можно настроить в соответствии со спецификациями производителя.

SoC (система на кристалле) — это один из новейших типов чипов, наиболее привлекательный для новых производителей. В SoC все электронные компоненты, необходимые для всей системы, встроены в один чип. Возможности SoC более обширны, чем у чипа микроконтроллера, который обычно сочетает в себе ЦП с ОЗУ, ПЗУ и вводом/выводом (I/O). В смартфоне SoC может также интегрировать графику, камеру и обработку аудио и видео. Добавление чипа управления и радиочипа приводит к решению с тремя чипами.

Используя другой подход к классификации микросхем, большинство компьютерных процессоров в настоящее время используют цифровые схемы. Эти схемы обычно сочетают транзисторы и логические элементы. Иногда добавляются микроконтроллеры. Цифровые схемы используют цифровые дискретные сигналы, которые обычно основаны на двоичной схеме. Назначаются два разных напряжения, каждое из которых представляет собой различное логическое значение.

Аналоговые микросхемы

Аналоговые чипы были в основном, но не полностью, заменены цифровыми чипами. Микросхемы блока питания обычно представляют собой аналоговые микросхемы. Аналоговые чипы по-прежнему требуются для широкополосных сигналов, и они по-прежнему используются в качестве датчиков. В аналоговых микросхемах напряжение и ток непрерывно изменяются в определенных точках цепи.

Аналоговая микросхема обычно включает в себя транзистор вместе с пассивными элементами, такими как катушка индуктивности, конденсаторы и резисторы. Аналоговые микросхемы более подвержены шуму или небольшим колебаниям напряжения, что может привести к ошибкам.

Полупроводники со смешанными схемами

Полупроводники со смешанными схемами обычно представляют собой цифровые микросхемы с дополнительной технологией для работы как с аналоговыми, так и с цифровыми схемами. Микроконтроллер может включать аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для подключения к аналоговой микросхеме, такой как, например, датчик температуры.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), наоборот, может позволить микроконтроллеру вырабатывать аналоговые напряжения для создания звуков через аналоговые устройства.

Практический результат

Полупроводниковая промышленность была прибыльной и динамичной, внедряя инновации в нескольких направлениях рынка вычислительной техники и электроники. Знание того, какой тип полупроводников производит компания, скажем, процессоры, графические процессоры или ASIC, может помочь вам принимать более обоснованные и обоснованные инвестиционные решения в рамках отраслевой группы.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *