为什么担心芯片老化

老化会缩短半导体芯片的寿命，使其低于预期应用的需求。

老化在技术界得到了很好的研究，那么衰老背后的物理机制究竟是什么？老化本质上是我们通过晶体管通道驱动电子的速度。只有少数已知会缩短芯片寿命的效应，其中许多都涉及电荷被困在不属于它们的地方。有些可以通过技术改进来缓解，而有些则需要仔细设计和验证。老化模拟已被证明对设计师有很大帮助，但没有快速简便的解决方案。最终，随着系统老化，片内监控有助于密切关注现场系统。

电路老化一直存在。然而，在过去，硅和其他材料可以做的事情有更多的余地和更少的限制。老化效应和降解机制在理论上一直存在。我们开始看到的是它们在高性能应用程序中的广泛表现，例如数据中心。大型超大规模企业正在报告他们不习惯看到的计算故障和随机缺陷。预计，随着设计的缩小、技术节点的进步以及性能和可靠性要求的激增，这一趋势将会增加。

过去，由于老化导致的设备故障可能会在芯片的预期寿命之后很久才出现——如果有的话。然而，随着节点越来越激进，材料的推动力越来越大，出错的空间也越来越小。老化可能发生得更快，如果处理不当，设备的预期寿命甚至比其预期系统的寿命更短。

虽然半导体老化会影响任何应用，但一个市场比其他任何市场都更关注它。汽车是在设计中考虑设备老化的主要驱动力。

这是由于两个因素——汽车的使用寿命必须比普通智能手机长得多，而且故障可能会产生安全后果。因此，原始设备制造商和一级供应商不得不仔细研究老化效应以及如何保护系统免受老化影响。

但除了汽车之外，任何必须持续很长时间的芯片都会受到影响。 虽然有许多关于如何减轻衰老影响的信息来源，但对衰老根源的挖掘却很少。目前尚不清楚具有电子穿过它们的稳定材料会以何种方式磨损。事实证明，导致衰老的影响相对较少，并且大多数与移动电子遇到物体时所传递的能量有关。

来源：内容编译自semiengineering

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