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探求车载数字芯片能接受的高温环境

探究车载数字芯片能承受的高温环境-“把ECU放在发动机与变速箱附近成为设计潮流,这将使ECU需要耐受125℃以上的环境温度。成本的压力、可靠性要求的提高(10年/241350公里)与现场故障的高昂成本

  跟着运用场景的扩展,“轿车级”半导体产品的界说也在不断改动。超越AEC-Q100等级0(AEC-Q100是轿车集成电路应力测验规范,等级0为最高等级,对应的温度规模是-40℃至150℃)温度要求,仍须满意牢靠性、运用期限与安全性要求的半导体产品也应运而生。这种超等级要求关于杂乱数字芯片规划意味着什么?杂乱数字芯片怎样才干满意车用环境的更苛刻要求呢?

  功率或许线性模仿器材的晶体管能够做得比较大,所以这类产品做到满意更高的温度要求并不是什么新鲜事,可是逻辑产品的晶体管尺度越来越小,数字芯片要做到满意超等级环境温度要求仍是十分有应战的。绝大多数工业级元器材要经过125℃的测验规范,许多轿车级元器材则要经过150℃测验。

  经过对德尔福、丰田、戴姆勒克莱斯勒等公司的研讨,2004年Wayne Johnson与John Evans在题为《改动中的轿车电子环境》论文中表明,为寻求“连接到发动机”的方针,轿车职业将轿车电子的耐受环境温度从等级0说到更高,从150℃说到175℃,戴姆勒乃至要求挨近200℃。

  轿车电子各体系环境温度

  “把ECU放在发动机与变速箱邻近成为规划潮流,这将使ECU需求耐受125℃以上的环境温度。本钱的压力、牢靠性要求的进步(10年/241350公里)与现场毛病的昂扬本钱(召回、法律责任以及客户忠诚度)将使元器材须接受更高环境温度的需求越来越多。“

  上面从体系级来考虑需求。但当环境温度超越150℃时,芯片自身会遇到不少严重问题。Johnson等很多人提出的一个问题便是“芯片在运用过程中有多少时刻处于最高环境温度”当然这与器材的装置方位、装置办法、有无风冷等冷却办法以及环境温度改动趋势有关。

  很明显,在轿车职业没有厂商乐意许诺十年质保。那么关于数字电路来说,在最高环境温度下,数据能保存十年吗?整个职业花了十年多的时刻把轿车级数字电路的耐受温度进步到150℃,轿车厂商现在期望赶快将该目标进步到175℃乃至190℃。

  当环境温度到达175℃时,起浮栅型闪存中存储的数据会很快失效。在这种温度环境下,单晶体管一次性编程存储器(One Transistor One Time Programmable Memory,简称1T-OTP)可作为起浮栅型闪存的替代品,这种存储器容量足够大,可满意苛刻环境贮存操控代码与数据的要求。

  

  Sidense暗里泄漏其正在与一家晶圆代工厂商验证满意175℃环境的1T-OTP IP。1T-OTP存储芯片要在轿车里边支撑175℃环境温度并不简单,不但要经过各种工艺角测验,还要经过AEC的相关测验:数据存储寿数(Data Retention Storage Life, 简称DRSL)、高温运转寿数(High Temperature Operating Life,简称HTOL)、高温存储(High Temperature Storage,简称HTS)与经时绝缘击穿(Time-Dependent Dielectric Breakdown,简称TDDB)等。

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