IC可靠性分析

angern

IC的可靠性受诸多因素的影响。
0 j1 u! G7 D  a* W3 o
3 i* `$ b" O" P7 t
8 _9 g+ _' i% V4 C  L& c软错误（soft error）
温度
" j6 |- J* M+ m9 q* Z6 B. C. i. e功耗
制程偏移（process variation）
( B" e7 |$ n3 e4 g- m1. 软错误
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。

: }7 B' f& D0 B1 `
2. 温度
; f  W/ J. i2 e- b) I1 z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。
高温会提高电荷载流子的浓度，增加IC的阈下泄漏功耗。
; B, F7 t; t, r: B+ w. l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。
) O) c1 J; u9 F2 \+ k3. 功耗
* m" z6 g/ b+ U% _" O1 \! m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。
) N9 ~8 h1 e; L& `" n. T3 s
; @0 L" ]* s$ T. j. c$ [
6 Z; c1 N$ i  p* s5 r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。 -
) b0 s: M/ @8 B$ O, z, s; z1 h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）。
* U- r& h8 e  c  q' ^7 n7 d. k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。
4. 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。
& h, x4 @+ K; x) a+ Z5 R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。
7 ^2 P/ c$ n' [& e  X可能导致掺杂物含量的改变，进而影响泄露功耗。
影响动态功耗。
2 L0 W/ k' P4 F: i/ ]5 ?  A- B- i

' g; b7 z/ k$ [/ a, P- P# k, ~

faker12

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

hunterccc

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

xiananUZI

功耗过高，会导致电流密度上升