芯片，技术小白的科普学习之路

“芯片是什么？”

“SoC、IP是什么？”

“CPU、GPU是什么，和芯片是什么关系？”

这是笔者在研究时曾碰到过的一些问题。看了大神们的解答，理解如下。理解可能略有浅薄，之后会不断学习持续更新：

1. 芯片是什么

从原材料&工艺看，是刻在半导体晶圆/wafer（材料为单晶硅）上的集成电路IC。优点：1）降低成本；2）电路小型化。帮助实现计算机小型化

- 集成电路是：所有器件（电阻、电容、三极管等）用同一种材料硅制造。不用电线连接很多器件，直接在硅上刻就行

- 之前：需要用各种器件、线构建电路，实现电能的传输、分配和转换；芯片：只有一个硅片，在上面“刻”电路

功能=电路的功能，用于信号传输、存储、处理等。包括计算、存储、感知、通信、能源芯片

第一类，计算芯片(大脑)︰如英特尔i5、i7的CPU，3080 的显卡(GPU)等都用作计算分析的功能，和人体大脑类似。

第二类，存储芯片(脑皮)︰像DRAM(动态随机存取存储器),ROM(只读存储器)等，主要是用于数据存储。

第三类，感知芯片(五官):手机的屏下指纹，麦克风，摄像头等，用于感知外部世界。

第四类，通信芯片(手脚)︰蓝牙、wifi，5G的射频芯片，用于信号、数据的接收和发送。

第五类，能源芯片(心脏)︰DC-DC芯片，DC-AC芯片，LDO(低压差线性稳压器)等，用于能源供给。

产业链简介：主要包括设计、生产、封装3个环节。难点在于设计、生产

待补充：中国卡脖子被卡在哪儿？设计？

https://www.bilibili.com/s/video/BV1G7411h7yJ

设计：联发科、高通、Intel 等。(参考资料)

（1）SPEC确定目的；（2）RTL code（确定大致的设计，几个房间）/ 使用硬体描述语言（HDL）将电路描写出来，写代码；（3）Pre-sim，确认功能可以实现；（4）Synthesis合成....（x）做成平面设计蓝图，电子设计自动化工具（EDA tool）

生产：芯片（积体电路（Integrated Circuit，IC））= 晶圆（地基，深蓝色的部分）+电路

晶圆wafer。平稳的基板（lego底板）。用单晶（Monocrystalline）做晶圆，原子一个接着一个紧密排列在一起，平整。工艺：硅提纯，拉成柱子（像卷棉花糖），横切面的薄片就是晶圆

叠加电路。遮盖的方式（先涂料再加做遮盖，油漆作画则是先遮盖再作画）。铺金属材料。光束破坏不要的部分，蚀刻。一个晶圆上多个IC芯片

难点：纳米蚀刻。同等大小芯片，刻的电晶体更多

https://www.bilibili.com/s/video/BV1G7411h7yJ

测试、封装：芯片相当小且薄，需要外壳保护

2. SoC、IP是什么

SoC：=芯片。System on chip，把系统做在一块芯片上，包括：CPU、GPU、ISP、DSP等模块

IP：=芯片的一个模块。电路模块设计，有特定功能

国内很多公司都是买的IP，也就是模块，然后把这些IP，集成到一起，组成一个SoC芯片

2. CPU、GPU是什么，和芯片是什么关系

CPU、GPU都是一种芯片，区别是设计不一样

CPU是大脑，因此核大。GPU核小，但计算多，因为需要处理的东西（图像）多