سیمی کنڈکٹرز کی درجہ بندی کیسے کریں۔

سیمی کنڈکٹرز کے لیے چھ درجہ بندی ہیں، جن کی درجہ بندی پروڈکٹ کے معیار، پروسیسنگ سگنل کی قسم، مینوفیکچرنگ کے عمل، استعمال کے فنکشن، ایپلیکیشن فیلڈ اور ڈیزائن کے طریقہ کار کے لحاظ سے کی گئی ہے۔

1ã مصنوعات کے معیار کے لحاظ سے درجہ بندی

سیمی کنڈکٹرز کو چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: مربوط سرکٹس، مجرد آلات، فوٹو الیکٹرک آلات، اور سینسر۔ ان میں انٹیگریٹڈ سرکٹس سب سے اہم ہیں۔

انٹیگریٹڈ سرکٹس، یعنی آئی سی، چپس اور چپس۔ انٹیگریٹڈ سرکٹس کو مزید چار ذیلی شعبوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: اینالاگ سرکٹس، لاجک سرکٹس، مائکرو پروسیسرز اور میموری۔ ذرائع ابلاغ میں، سینسر، مجرد آلات وغیرہ کو آئی سی یا چپس بھی کہا جاتا ہے۔

2019 میں، انٹیگریٹڈ سرکٹس کا عالمی سیمی کنڈکٹر مصنوعات کی فروخت کا 84% حصہ تھا، جو کہ مجرد آلات کے 3%، فوٹو الیکٹرک آلات کے 8%، اور سینسر کے 3% سے کہیں زیادہ ہے۔

2ã درجہ بندی بذریعہ پروسیسنگ سگنل

ایک چپ جو زیادہ ینالاگ سگنلز پر کارروائی کرتی ہے ایک اینالاگ چپ ہے، اور ایک چپ جو زیادہ ڈیجیٹل سگنلز پر کارروائی کرتی ہے وہ ڈیجیٹل چپ ہے۔

ینالاگ سگنل صرف سگنل ہیں جو مسلسل خارج ہوتے ہیں، جیسے آواز۔ فطرت میں سب سے عام قسم ینالاگ سگنلز ہیں۔ متعلقہ ایک مجرد ڈیجیٹل سگنل ہے جو 0 اور 1 اور غیر منطقی دروازوں پر مشتمل ہے۔

ینالاگ سگنلز اور ڈیجیٹل سگنلز کو ایک دوسرے میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، موبائل فون پر تصویر ایک اینالاگ سگنل ہے، جسے ADC کنورٹر کے ذریعے ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، ڈیجیٹل چپ کے ذریعے پروسیس کیا جا سکتا ہے، اور آخر میں DAC کنورٹر کے ذریعے اینالاگ سگنل میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

عام اینالاگ چپس میں آپریشنل ایمپلیفائر، ڈیجیٹل سے اینالاگ کنورٹرز، فیز لاکڈ لوپس، پاور مینجمنٹ چپس، کمپیریٹر وغیرہ شامل ہیں۔

عام ڈیجیٹل چپس میں عام مقصد والے ڈیجیٹل ICs اور وقف شدہ ڈیجیٹل ICs (ASICs) شامل ہیں۔ جنرل ڈیجیٹل آئی سی میں میموری DRAM، مائکروکنٹرولر MCU، مائکرو پروسیسر MPU، وغیرہ شامل ہیں۔ ایک وقف شدہ آئی سی ایک سرکٹ ہے جو کسی مخصوص صارف کے مخصوص مقصد کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

3ã درجہ بندی بذریعہ مینوفیکچرنگ عمل

ہم اکثر "7nm" یا "14nm" چپ کی اصطلاح سنتے ہیں، جس میں نینو میٹرز چپ کے اندر ٹرانزسٹر کے گیٹ کی لمبائی کا حوالہ دیتے ہیں، جو چپ کے اندر کم از کم لائن کی چوڑائی ہے۔ مختصر میں، یہ لائنوں کے درمیان فاصلے سے مراد ہے.

موجودہ مینوفیکچرنگ کا عمل 28 nm لیتا ہے واٹرشیڈ کے طور پر، اور جو 28 nm سے کم ہیں انہیں جدید مینوفیکچرنگ عمل کہا جاتا ہے۔ فی الحال، مین لینڈ چین میں سب سے جدید مینوفیکچرنگ عمل SMIC کا 14nm ہے۔ TSMC اور Samsung فی الحال دنیا کی واحد کمپنیاں ہیں جو بڑے پیمانے پر 5nm، 3nm، اور 2nm پیدا کرنے کا ارادہ رکھتی ہیں۔

عام طور پر، مینوفیکچرنگ کا عمل جتنا زیادہ جدید ہوگا، چپ کی کارکردگی اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور مینوفیکچرنگ لاگت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ عام طور پر، 28nm چپ ڈیزائن کے لیے R&D کی سرمایہ کاری 1-2 بلین یوآن تک ہوتی ہے، جب کہ 14nm چپ کے لیے 2-3 بلین یوآن کی ضرورت ہوتی ہے۔

4ã درجہ بندی بذریعہ استعمال فنکشن

ہم انسانی اعضاء کے مطابق تشبیہ دے سکتے ہیں:

دماغ - کمپیوٹیشنل فنکشن، جو کمپیوٹیشنل تجزیہ کے لیے استعمال ہوتا ہے، مین کنٹرول چپ اور معاون چپ میں تقسیم ہوتا ہے۔ مرکزی کنٹرول چپ میں ایک CPU، FPGA، اور MCU شامل ہے، جب کہ معاون چپ میں گرافکس اور امیج پروسیسنگ کا انچارج GPU اور مصنوعی ذہانت کمپیوٹنگ کے انچارج میں ایک AI چپ شامل ہے۔

دماغی کارٹیکس - ڈیٹا ذخیرہ کرنے کے افعال، جیسے DRAM، NAND، FLASH (SDRAM، ROM) وغیرہ۔

پانچ حواس - سینسنگ فنکشنز، جن میں بنیادی طور پر سینسر شامل ہیں، جیسے MEMS، فنگر پرنٹ چپس (مائیکروفون MEMS، CIS) وغیرہ۔

اعضاء - منتقلی کے افعال، جیسے کہ بلوٹوتھ، وائی فائی، NB-IOT، USB (HDMI انٹرفیس، ڈرائیو کنٹرول) انٹرفیس، ڈیٹا کی ترسیل کے لیے۔

دل - توانائی کی فراہمی، جیسے DC-AC، LDO، وغیرہ۔

5ã درجہ بندی بذریعہ ایپلیکیشن فیلڈ

اسے چار زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، یعنی سول گریڈ، انڈسٹریل گریڈ، آٹوموٹیو گریڈ، اور ملٹری گریڈ۔

6ã درجہ بندی بذریعہ ڈیزائن طریقہ

آج، سیمی کنڈکٹر ڈیزائن کے لیے دو بڑے کیمپ ہیں، ایک نرم اور دوسرا سخت، یعنی FPGA اور ASIC۔ FPGA پہلے تیار کیا گیا تھا اور اب بھی مرکزی دھارے میں ہے۔ FPGA ایک عام مقصد کے لیے قابل پروگرام لاجک چپ ہے جسے مختلف ڈیجیٹل سرکٹس کو لاگو کرنے کے لیے DIY پروگرام کیا جا سکتا ہے۔ ASIC ایک سرشار ڈیجیٹل چپ ہے۔ ڈیجیٹل سرکٹ ڈیزائن کرنے کے بعد، پیدا ہونے والی چپ کو تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔ FPGA مضبوط لچک کے ساتھ چپ کے فنکشنز کی تشکیل نو اور وضاحت کر سکتا ہے، جب کہ ASIC کی خاصیت مضبوط ہے۔