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通常情況下，對芯片的分類有兩種方式，一般會根據芯片功能進行分類，不過有時也會根據使用的集成電路劃分不同的類型。
按照功能劃分，可以分為四種類型，主要是內存芯片、微處理器、標準芯片和復雜的片上系統（SoCs）。按照集成電路的類型來劃分，則可以分為三類，分別是數字芯片、模擬芯片和混合芯片。
從功能上看，半導體存儲芯片將數據和程序存儲在計算機和數據存儲設備上。隨機存取存儲器（RAM）芯片提供臨時的工作空間，而閃存芯片則可以永久保存信息，除非主動刪除這些信息。只讀存儲器（ROM）和可編程只讀存儲器（PROM）芯片不能修改。而可擦可編程只讀存儲器（EPROM）和電可擦只讀存儲器（EEPROM）芯片可以是可以修改的。
微處理器包括一個或多個中央處理器（CPU）。計算機服務器、個人電腦（PC）、平板電腦和智能手機可能都有多個CPU。PC和服務器中的32位和64位微處理器基于x86、POWER和SPARC芯片架構。而移動設備通常使用ARM芯片架構。功能較弱的8位、16位和24位微處理器則主要用在玩具和汽車等產品中。
標準芯片，也稱為商用集成電路，是用于執行重復處理程序的簡單芯片。這些芯片會被批量生產，通常用于條形碼掃描儀等用途簡單的設備。商用IC市場的特點是利潤率較低，主要由亞洲大型半導體制造商主導。
SoC是最受廠商歡迎的一種新型芯片。在SoC中，整個系統所需的所有電子元件都被構建到一個單芯片中。SoC的功能比微控制器芯片更廣泛，后者通常將CPU與RAM、ROM和輸入/輸出（I/O）設備相結合。在智能手機中，SoC還可以集成圖形、相機、音頻和視頻處理功能。通過添加一個管理芯片和一個無線電芯片還可以實現一個三芯片的解決方案。
芯片的另一種分類方式，是按照使用的集成電路進行劃分，目前大多數計算機處理器都使用數字電路。這些電路通常結合晶體管和邏輯門。有時，會添加微控制器。數字電路通常使用基于二進制方案的數字離散信號。使用兩種不同的電壓，每個電壓代表一個不同的邏輯值。
但是這并不代表模擬芯片已經完全被數字芯片取代。電源芯片使用的通常就是模擬芯片。寬帶信號也仍然需要模擬芯片，它們仍然被用作傳感器。在模擬芯片中，電壓和電流在電路中指定的點上不斷變化。模擬芯片通常包括晶體管和無源元件，如電感、電容和電阻。模擬芯片更容易產生噪聲或電壓的微小變化，這可能會產生一些誤差。
混合電路半導體是一種典型的數字芯片，同時具有處理模擬電路和數字電路的技術。微控制器可能包括用于連接模擬芯片的模數轉換器（ADC），例如溫度傳感器。而數字-模擬轉換器（DAC）可以使微控制器產生模擬電壓，從而通過模擬設備發出聲音。
