Produk semikonduktor mencakup semuanya mulai dari dioda dasar dan transistor hingga sirkuit terpadu yang kompleks dan mikroprosesor. Produk-produk ini memainkan peran penting dalam perangkat elektronik, termasuk transistor untuk memperkuat dan mengalihkan arus, dioda untuk memperbaiki dan menstabilkan tegangan, dan perangkat memori seperti DRAM dan memori flash untuk menyimpan dan memproses data. Sirkuit terpadu, seperti mikroprosesor dan chip komunikasi, adalah inti dari teknologi elektronik modern, yang memungkinkan pemrosesan data dan fungsi komunikasi yang kompleks. Kemajuan teknologi manufaktur dan pengemasan semikonduktor telah membuat produk-produk ini lebih efisien dan berukuran kecil, sehingga mendorong perkembangan seluruh industri elektronik.
perangkat semikonduktor
transistor
Transistor adalah komponen inti teknologi semikonduktor, banyak digunakan dalam rangkaian amplifikasi dan switching. Jenis utama termasuk transistor efek medan (FET) dan transistor bipolar (BJT). Transistor efek medan mendominasi rangkaian digital dan analog karena impedansi masukannya yang tinggi dan karakteristik konsumsi daya yang rendah. Misalnya, transistor efek medan semikonduktor oksida logam (MOSFET) adalah dasar dari sirkuit terpadu modern. Transistor bipolar masih penting dalam penguatan daya dan aplikasi frekuensi tinggi karena kemampuan peralihan berkecepatan tinggi dan daya dukung arus yang tinggi.
dioda
Dioda adalah perangkat semikonduktor paling dasar, terutama digunakan untuk konduksi arus searah. Jenis yang umum termasuk dioda penyearah dan pengatur tegangan. Dioda penyearah biasanya digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, sedangkan pengatur tegangan digunakan untuk menjaga tingkat tegangan stabil dan mencegah tegangan berlebih pada rangkaian. Parameter utama dioda ini meliputi arus maju, tegangan tembus balik, konsumsi daya, dan kecepatan peralihan.
Perangkat optoelektronik
Perangkat optoelektronik adalah cabang penting dari teknologi semikonduktor, terutama mencakup dioda pemancar cahaya (LED) dan perangkat fotosensitif. LED banyak digunakan dalam teknologi pencahayaan dan tampilan karena efisiensinya yang tinggi, masa pakai yang lama, dan keandalannya. Perangkat fotosensitif seperti fotodioda dan fototransistor memainkan peran penting dalam sistem kontrol dan komunikasi otomatis.
Perangkat penyimpanan
Perangkat memori adalah inti dari teknologi penyimpanan data, termasuk memori akses acak dinamis (DRAM) dan memori flash. DRAM banyak digunakan sebagai memori utama dalam sistem komputer karena keunggulan kinerja kecepatan tinggi. Memori flash, dengan karakteristik non-volatil dan kepadatan tinggi, mendominasi perangkat seluler dan solid-state drive. Parameter utama perangkat penyimpanan ini mencakup kapasitas penyimpanan, kecepatan baca dan tulis, konsumsi daya, dan masa pakai.
Saat merancang perangkat semikonduktor, pemilihan material, proses manufaktur, dan kinerja kelistrikan merupakan pertimbangan utama. Misalnya, bahan silikon mendominasi perangkat semikonduktor karena efektivitas biaya dan proses manufaktur yang matang. Namun seiring dengan perkembangan teknologi, bahan lain seperti galium arsenida telah menunjukkan kinerja yang sangat baik dalam aplikasi tertentu. Saat memilih perangkat semikonduktor, selain parameter teknis yang disebutkan di atas, biaya, ukuran, dan keandalan juga perlu dipertimbangkan.
sirkuit terpadu
mikroprosesor
Mikroprosesor adalah otak dari perangkat komputasi modern, yang bertanggung jawab untuk memproses instruksi dan mengendalikan perangkat keras lainnya. Kinerjanya biasanya diukur berdasarkan jumlah inti, kecepatan clock (biasanya dalam rentang GHz), konsumsi daya (mulai dari beberapa watt hingga puluhan watt), dan teknologi proses (seperti 7 nanometer, 5 nanometer). Mikroprosesor berkinerja tinggi menghadapi tantangan dalam konsumsi daya dan pendinginan, sehingga memerlukan solusi pendinginan yang efisien.
Chip penyimpanan
Chip penyimpanan adalah komponen kunci penyimpanan data, termasuk memori akses acak statis (SRAM) dan memori akses acak dinamis (DRAM). SRAM mempunyai keunggulan kecepatan tinggi dan latensi rendah, namun biayanya tinggi dan kapasitasnya kecil. DRAM menyediakan kapasitas penyimpanan lebih besar dan biaya lebih rendah, namun dengan kecepatan lebih lambat dan konsumsi daya lebih tinggi. Parameter utama chip penyimpanan mencakup kapasitas penyimpanan (berkisar dari beberapa MB hingga beberapa GB), waktu akses (dalam nanodetik), dan konsumsi daya (berkisar dari beberapa miliwatt hingga beberapa watt).
Chip komunikasi
Chip komunikasi digunakan untuk memproses sinyal komunikasi nirkabel atau kabel, dan kuncinya adalah mendukung standar komunikasi yang berbeda, seperti 5G, Wi Fi, Bluetooth, dll. Indikator kinerja chip ini meliputi kecepatan transmisi (Mbps atau Gbps), frekuensi jangkauan, rasio efisiensi energi (diukur dalam konsumsi energi per bit), serta standar dan protokol komunikasi yang didukung.
Chip analog
Chip analog mengkonversi antara sinyal digital dan analog, termasuk konverter analog-ke-digital (ADC) dan konverter digital ke analog (DAC). Kunci kinerjanya terletak pada kecepatan konversi (jumlah sampel per detik), akurasi (jumlah bit), konsumsi daya (biasanya dalam miliwatt), dan tingkat kebisingan (biasanya dinyatakan dalam rasio signal-to-noise). Chip analog memainkan peran penting dalam pemrosesan sinyal dan antarmuka sensor.
Chip sinyal campuran
Chip sinyal campuran menggabungkan sirkuit analog dan digital, yang mampu memproses sinyal analog dan menggunakannya dalam sistem digital. Jenis chip ini sangat penting dalam telepon seluler, elektronik konsumen, dan elektronik otomotif. Parameter utamanya meliputi tingkat integrasi, konsumsi daya, dan ukuran (biasanya dalam milimeter) ² Perhitungan dan biaya. Chip sinyal campuran memerlukan desain yang tepat untuk memastikan bahwa bagian analog dan digital tidak saling mengganggu.
Desain dan pembuatan sirkuit terpadu adalah proses yang sangat kompleks dan mahal yang memerlukan bahan canggih seperti silikon dan galium arsenida, serta teknologi manufaktur canggih seperti litografi ultraviolet dalam. Dengan perkembangan teknologi, ukuran sirkuit terpadu terus menyusut dan kinerja terus meningkat, namun pada saat yang sama, sirkuit terintegrasi juga menghadapi tantangan seperti biaya, kompleksitas desain, dan keterbatasan fisik.
