IC可靠性分析

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IC的可靠性受诸多因素的影响。


8 P5 m5 p& A5 B2 ]" u- p软错误（soft error）
# [2 B. `* k* i% l/ B2 I& ~* h温度
; m7 ]( t# T: N功耗
# G" Z# V) u0 w  _! ]6 x' o制程偏移（process variation）
' o( _  V; @) g$ {1. 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。
! ]. X) _+ I; k

1 M) X8 v$ U1 a2. 温度
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。
) S+ [) f7 _* u; |2 W高温会提高电荷载流子的浓度，增加IC的阈下泄漏功耗。
. ]1 O4 I) g" w. j0 M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。
3. 功耗
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。
* P" I6 G# u0 z, `
  m* O2 t& T" t1 W2 n9 W' }
' W7 d3 c1 e0 R7 }3 n# R8 o$ i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。 -
) `# [1 |0 v, Q. E7 W* M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）。
8 ^9 c* v% a) L% T6 b. x/ ^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。
; u( s; V  u2 j! {& v4. 制程偏移
, s4 E3 J, z. ^8 `4 }, e0 f可能导致关键时序路径的改变，进而影响瞬时性故障率。
7 t7 b/ ~7 T$ k( H- n  m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。
可能导致掺杂物含量的改变，进而影响泄露功耗。
- z. h; c) h1 Y* B5 Y  |9 M影响动态功耗。

# k9 v+ x' S$ u/ ]

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