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标题: IC可靠性分析 [打印本页]
作者: angern    时间: 2021-9-18 10:02
标题: IC可靠性分析
IC的可靠性受诸多因素的影响。) V+ T& e* D, b+ f
9 b* O6 z0 b/ a
0 J6 A. p( g/ l" ^( h; \& x& `
软错误（soft error）
8 S2 r: v8 v0 z% V温度2 K& o  x8 K" H5 H8 m% ?5 O
功耗/ b$ Q: ^8 N7 _& D. B! k
制程偏移（process variation）2 ?; C- X/ |% d
1. 软错误) H" |. G7 r; S7 C+ P: \
软错误是指，外界环境（比如宇宙高能粒子）对于IC干扰，可能造成bit位的翻转，进而可能影响系统的正确性，是一种瞬时性故障。- s4 ~9 n( W2 A# _2 \

# d. x6 y0 E% J$ J& J" {5 q1 b) l. y3 V5 V$ p0 d2 d; v6 f
2. 温度% D' [8 k6 ?% B
高温涉及很多硬件故障过程。比如，高温会加剧电子迁移效应，进而导致设备损耗乃至永久性故障。- X) z1 t, ~! |6 _9 Y0 |
高温会提高电荷载流子的浓度，增加IC的阈下泄漏功耗。5 b4 W5 l, [4 ?( ~, `
高温会降低电荷载流子的移动活性，从而可能降低晶体管和互联性能；同时，降低阈值电压，从而可能提高晶体管性能。
: z# r2 c9 h0 _9 L3. 功耗- H8 Z5 S1 d  y5 T- a
功耗分成动态功耗（dynamic power）与泄露功耗（leakage power）。这两类功耗是许多设计挑战的根源。
6 r! G4 S9 `# _  F5 z9 k, W9 r9 j9 S+ Z) W% j9 Y6 W5 l

4 E  u4 D$ _8 d" q4 `功耗过高，会导致电流密度（current density）上升，加剧电子迁移效应，进而导致设备损耗乃至永久性故障。 -+ H7 b/ Z) c9 J; A; e2 a! J
动态功耗的急剧变化，会触发供能网络上分布的电感和电容，进而引起瞬时性的电压波动。 电压波动导致的dI/dt效应，会改变逻辑组合电路的路径延时，破坏时序约束，从而导致瞬时性故障（或者造成降低处理器频率的压力）。
' b. H$ Y% h4 y0 w) M  s功耗会产生热量，造成IC温度升高，进而影响IC可靠性。当然，IC的温度取决于功耗的时空分布状况、冷却方案以及组装（packaging）等多种因素。
! D% C6 Y! F  a7 m) W4. 制程偏移  I. {& X9 a4 T
可能导致关键时序路径的改变，进而影响瞬时性故障率。
8 ~+ S5 i  H! b! N  K可能导致线路以及氧化层的大量参数的改变，进而影响永久性故障率。. O) j; j' n& S- q# V+ c
可能导致掺杂物含量的改变，进而影响泄露功耗。) i" l( G9 E- r6 A# m: I) v# `
影响动态功耗。
! m3 ^5 [( r5 ~4 C% b

7 }8 {$ T5 C1 }1 x/ E1 Q* g1 ?) F  `' G# A: a. j

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作者: faker12    时间: 2021-9-18 11:04
制程偏移可能导致关键时序路径的改变，进而影响瞬时性故障率
作者: hunterccc    时间: 2021-9-18 13:31
高温会加剧电子迁移效应，进而导致设备损耗乃至永久性故障
作者: xiananUZI    时间: 2021-9-18 17:40
功耗过高，会导致电流密度上升



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