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作者:东篱把酒客

来源:硬芯观(ID:sdjn-lee)

刚入行的朋友,是不是经常被一堆词绕晕:半导体是啥?芯片等于元器件吗?MLCC、电阻算哪头的?CPU又归哪一类?今天用大白话,把这整套概念一次讲透。

半导体:是材料,不是成品

本质:一种特殊材料,介于导体和绝缘体之间。

比方:铜、铁是导体,电随便过;橡胶塑料是绝缘体,电过不去。

半导体(硅、锗、氮化镓、碳化硅):可以人为控制“让电过/不让电过”。

没有半导体材料,就做不出芯片。

半导体是原材料,不是成品。

就像盖房子的沙子水泥,不是房子本身

我们天天说的"半导体行业",其实是把材料、设备、芯片制造、封装测试、元器件整个链条打包在一起的统称。

集成电路(IC):把海量晶体管"刻"在一小块硅上

把成千上万个晶体管,刻在一小块硅片上,封装成一块。

通俗比喻:以前电路用一个个分立晶体管拼,像手工搭积木。集成电路就是把几十万、上亿个小晶体管,全部压缩做在一小块硅上面。

CPU、MCU、存储颗粒、电源管理芯片,绝大多数都是集成电路。

关键点:集成电路是芯片里最大的一类,但芯片不完全等于集成电路。

芯片:一个俗称,严谨地说特指集成电路

芯片是俗称,是一个通俗叫法,范围比集成电路更大。只要是在半导体晶圆上加工出来、封装好的器件,大家口语都叫芯片。

  • CPU、GPU、MCU、Flash存储:属于集成电路芯片;

  • 单独的MOS管、二极管:属于半导体分立器件。行业里一般不把它们叫"芯片",更多是叫"分立器件"或"管芯"。

生活里95%的场景,"芯片"指的就是集成电路(IC)。严谨地说,芯片是集成电路的载体,而二极管、MOS管这类"分立器件"虽然也是半导体做的,但业内很少称其为"芯片"。

电子元器件:最大的那个框

最大的集合名词!所有电路板上焊上去的零件,统称电子元器件。

元器件分为两大阵营:

主动件(有源器件)+被动件(无源器件)

1)主动件(有源器件):能控制、放大、算数,得通电才干活

主动件是电路板的大脑和肌肉,负责计算、开关、放大。它又分两支:

集成电路(IC/芯片):CPU、GPU、MCU、存储芯片、电源IC、驱动芯片、传感器(MEMS、图像传感器);

分立半导体(单颗器件):二极管、三极管、MOS管、IGBT、晶闸管。

2)被动件(无源器件):自己不能放大、不靠供电干活

被动件不"指挥"电流,只做辅助:储能、滤波、限流、耦合。电阻、电容、电感、变压器(含磁珠)是基础主力:

  • MLCC多层陶瓷电容(一台服务器里要用掉成千上万颗);

  • 薄膜电阻、合金电阻;

  • 功率电感、磁珠。

它们量大、单价低,被叫做"电子工业大米"。没有它们芯片跑不起来,但它们本身不运算。

3)机电件:连接器、开关、继电器

接插件、连接器、开关、继电器,这一类不属于半导体,是结构/机电元器件,负责把线路连通、通断。在很多公司的BOM表中,它们常被归为"连接器/结构件"大类,区别于做信号处理的主被动元器件。

几个高频词,可以看看

  • 分立器件:单独一颗半导体,不是复杂集成电路,比如MOS管、二极管,一颗就干一件事。

  • 光电器件(光耦、LED):归在主动件里,做光电转换——光耦用来隔离,LED用来指示。

  • 传感器(MEMS、图像传感器):属于特殊的主动器件,内部集成了感知结构和处理电路,是连接物理世界和数字世界的桥梁。

  • 机电元器件(连接器、开关、继电器):单独一类,常被归为"连接器/结构件"。

晶振:术语上最容易混。

  • 石英晶体谐振器(常叫"晶体"):被动件,就一片石英加电极,自己不起振,得靠外部振荡电路(常在MCU里)才能工作;

  • 晶体振荡器(常叫"晶振"):主动件,里面除了晶体还集成了振荡IC,要供电,自己就能输出时钟。有源晶振出厂已校准,抖动更小,常用于高速通信。

采购和BOM里常把两者都叫"晶振",但一个有源一个无源,选型、供电、精度、价格都不一样,得看清规格书。

一张图,看清层级

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什么是模组(Module)?

如果说元器件是"砖块",模组就是把砖块砌好的"预制墙"。例如,GPS模组内部包含了芯片、晶振、被动件等;电源模组把多颗MOS管和控制器集成在一起。

采购模组能降低研发难度,缩短周期,但成本通常高于自行拼装元器件。

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