FPGA和AI芯片算哪一类？芯片的不同分类方式

两三年前，芯易君曾梳理过一次芯片分类和代表企业，获得了高赞和高阅读量。

后来有很多课代表提问FPGA和AI芯片算哪一类？今天我们就整体来梳理一遍。以下开始正文：

芯片的分类方式可以有很多种，如果我们随机采访10位业内大佬，也许会得到10种不同的答案。举个例子：

芯片的不同分类方式

按照处理信号方式可分为模拟芯片和数字芯片。

按照应用领域可分为军工级芯片、工业级芯片、汽车级芯片和商业级芯片。

按照工艺制程的话还可以分为5nm芯片、14nm芯片、65nm芯片……

按照场景需求可分为可分为FPGA和ASIC。

还有一些企业经常说的：我司的主营业务是 CPU芯片/存储芯片。其实这是从应用功能角度来分的。

今天我们就以钢铁侠为例，从应用功能的角度出发、以人体做类比，进行一个详细的分类。

01

处理器芯片

处理器芯片就相当于人类的大脑，是用来思考、分析和计算的。

中央处理器（CPU），是系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。一般提到CPU，很难不第一时间想到Intel，世界上第一款商业化的处理器就是Intel 4004。除了Intel之外，AMD、IBM、高通等都是设计CPU芯片的代表性企业。国产不错的CPU公司有龙芯、海光、北京君正等。

图形处理器（GPU），也叫视觉处理器或显示芯片，它一般是在电脑、手机这类移动设备上做图像和图形相关运算工作的微处理器。Intel、英伟达、AMD都是GPU领域的代表企业。这两年国产GPU市场也是全面开花，壁仞、摩尔线程、芯动科技、景嘉微等企业都纷纷发布了国产GPU。

数字信号处理器（DSP），是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。除了音视频领域，在自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等领域都能看到DSP的身影。Microchip、TI、ADI、ARM等公司都是DSP芯片领域的代表性企业。

微控制器（MCU），在一颗芯片上将计算、存储、接口等集成在一起，形成芯片级的计算机。MCU的用途比较广泛，但是它最大的应用场景还得是汽车，一辆汽车里就包含70多块MCU芯片。MCU芯片领域的国内外代表企业有：瑞萨电子、恩智浦、ST、华大半导体、士兰微、复旦微电子等。

02

存储芯片

存储芯片相当于人类的大脑皮层，用来储存信息和数据。心理学上说，人脑记忆可以分为瞬时记忆、短时记忆、长时记忆。同样的，存储芯片也有不同的类型，起到不同的作用。

 静态随机存取存储器（SRAM），只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持；但是只要断电，数据就会丢失。属于易失性存储器。

动态随机存取存储器（DRAM），只能将数据保持很短的时间，所以需要在通电状态下定时刷新，才能保持数据不变；断电后，数据就会丢失。同样属于易失性存储器。

只读存储器（ROM），信息一旦写入后就固定下来，即使切断电源，信息也不会丢失。属于非易失性存储器。

闪存（Flash），无论是否通电、是否刷新数据，都能够长久地保持数据。和ROM一样属于非易失性存储器。

我国作为世界上最大的存储芯片市场，但长期以来的存储芯片都是依赖进口。当下存储器市场可以说是被国外巨头垄断的状态，尤其是DRAM，光三星、海力士、美光这三家的市场占有率就在94%以上。为了突破存储芯片市场，现在国内也有多家存储芯片企业突围，比如长江存储、长鑫存储、兆易创新、华天科技、复旦微电子等。

03

传感器

传感器就相当于人类的五官，可以感知/测量生活中的声音、图像、温度、湿度、压力和光信号等。

CMOS图像传感器（CIS），是将光学图像转换成电子信号的电子设备，相当于人的视网膜，手机、相机乃至卫星的拍摄成像都缺不了它。CIS领域的国内外代表企业有：索尼、三星、豪威科技、格科微等。

微机电系统（MEMS），是按功能要求在芯片上把微电路和微机械集成于一体的系统。在手机中的应用尤其广泛，比如磁传感器、指纹传感器、环境传感器等。MEMS领域的国内外代表企业有：博通、博世、歌尔微电子、敏芯微、士兰微等。

触摸/触控芯片（Touch），大家日常使用的手机和平板电脑，它们就内含触控芯片，这种芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。Touch芯片领域的国内外代表企业有：Atmel、比亚迪、晨星半导体、汇顶科技。

04

电源芯片

电源芯片相当于人类的心脏，可以给身体其他器官提供营养物质。电源芯片可以给ASIC、DSP、CPU、Memory、FPGA及其他数字或模拟负载提供供电。

 DC/DC电源芯片（DCDC），指直流转换为直流的电源，是开关电源芯片的一种（另一种是AC/DC）。相较于AC/DC，DC/DC的设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化。

LDO低压差线性稳压器（LDO），是一种稳压器。在电子设计中，经常需要用不同的直流电压给不同器件供电，就可以通过LDO稳压芯片来实现。

电源管理单元（PMU），是一种高度集成的、更加便携式的电源管理方案，可以获得更高的电源转换效率和更低的功耗。

在电源芯片领域比较有代表性的国内外企业有：芯源系统、TI、英飞凌、东芝、瑞芯微、圣邦微电子、上海贝岭等。

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通信芯片

通信芯片相当于人类的神经，四通八达，传递信息和数据。

 蓝牙芯片（Bluetooth），蓝牙大家经常会用到，它是一种近距离无线连接技术，支持声音、图像的传输。在蓝牙芯片领域有代表性的企业有：高通、赛普拉斯、Dialog、ST、紫光展锐等。

无线芯片（WIFI）就不用多说了，上网冲浪必备，也是一种近距离无线通信。在WIFI芯片领域有代表性的企业有：高通、博通、Marvell、联发科、瑞昱、乐鑫等。

窄带物联网芯片（NB-loT），是一种远距离无线通信，属于广域网。可以应用到智能抄表、智慧路灯、智慧停车、共享单车等多种领域。在NB-loT芯片领域有代表性的企业有：高通、华为、中兴微、联发科、紫光展锐等。

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接口芯片

接口芯片相当于人的“四肢”。同样可以用于传递信息和数据。

通用串行总线芯片（USB），是一个外部总线标准，是应用在PC和手机领域的一种接口技术。它也是我们日常接触比较多的一种，比如电脑上的USB插口、手机的USB充电线，都和我们的生活息息相关。在USB芯片领域有代表性的企业有：赛普拉斯、恩智浦和全志科技。

高清多媒体接口芯片（HDMI），是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。生活中的笔记本电脑、电视、机顶盒就有HDMI接口。在HDMI芯片领域有代表性的企业有：东芝、ADI和全志科技。

07

其他类别

之前有很多朋友问过FPGA和AI芯片算哪一类？

先说FPGA吧，首先我们要知道FPGA是现场可编程逻辑门阵列。简单点来说，FPGA就是一种可编程的硬件芯片，和上述的那些具有固定功能的芯片本身就不是同一类。

通常FPGA和ASIC（专用集成电路）是一对相对概念。如果说FPGA是可重新编程的，具备灵活性和可塑性；那么ASIC就是针对特定应用定制设计的，具有高性能和高效率。

至于两者之间的详细区别，之前有写过文章，给感兴趣的朋友指个路：

接下来说AI芯片。众所周知，AI芯片是今年的出圈产品，也是IC行业的新财富密码。

目前市场上比较常见的用于AI的芯片有GPU、DSP、FPGA和ASIC，以及他们的各种组合。它们都可以运行AI算法。但AI芯片和传统芯片还是有本质的区别的——AI芯片需要为AI算法专门设计。

换句话说，AI芯片指的就是针对人工智能算法做了特殊加速设计的芯片。

08

写在最后

在芯片产业“国产替代化”盛行的当下，已经入行的工程师，在专业知识方面是信手拈来，但对于芯片分类却是不甚了解。

编辑：黄飞