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IC的可靠性受诸多因素的影响。7 w# R& O' P; o: _* W# |1 [
& m) |. b/ B$ H5 W6 k2 d5 `# s2 b
; P7 y2 p6 a. M5 ]9 e软错误（soft error）' i" a @& W, F& ?8 @! A2 c h
温度
6 Y) @& f1 b9 k6 y- n9 E' A6 [5 E功耗) I+ [. M% [7 Y7 Q2 N& l7 v
制程偏移（process variation）
5 k p) D; t% m3 C! j1. 软错误/ D/ P: N1 s, D
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。
( R# b% n8 D8 c0 ]/ s7 P. q& d# P% j1 T+ M# q3 y, _: G) L
; Z% H: h9 p9 d" D2. 温度2 l; E- u* i, [/ X' D- j0 o
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。3 E; s9 k' m; y: C# |
高温会提高电荷载流子的浓度，增加IC的阈下泄漏功耗。5 _) R. e3 e v$ {. m, X! D2 t% O E
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。4 F, ~6 |( d+ B) @& f K) h
3. 功耗
( m0 t$ x5 o. l b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。8 K2 I9 Q# p; q$ s6 L
3 R l: w" e. l" S4 e% O+ ]$ I0 V O C! U* A
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。 -- a) t0 j" f3 P
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）。+ G- E4 U; i* w- `* ?4 H
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。
% H! o* ]7 n* W) I5 k) L4. 制程偏移
3 Q3 j& k* G- n1 @; c) F可能导致关键时序路径的改变，进而影响瞬时性故障率。
: |+ d9 F% r/ `" S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。
4 M9 G2 l" s8 B* i: g, ^4 u可能导致掺杂物含量的改变，进而影响泄露功耗。: Y$ l( k8 L6 B' m& L6 O
影响动态功耗。
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; e: ^# p9 L" c |
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发表于 2021-9-18 10:02
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