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SER,傾向和含意,衡量,SER的根源,測量
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SER,傾向和含意,衡量,SER的根源,測量  2011/10/3

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  • SER傾向和含意
  • SER衡量
  • SER的根源
  • SER測量
SER

SER傾向和含意

  •   工藝尺寸的壓縮已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)行業(yè)生存的主要工具,而且對(duì)增加密度、改善性能和降低成本起著重要的推動(dòng)作用。隨著器件加工工藝向深亞微米門信號(hào)寬度(0.25mm→ 90nm?)邁進(jìn),存儲(chǔ)器產(chǎn)品的單元尺寸繼續(xù)縮小,從而導(dǎo)致電壓越來越低(5V→3.3V→1.8V……)以及存儲(chǔ)單元內(nèi)部電容的減小(10fF→5fF……)。由于電容的減小,存儲(chǔ)器件中的臨界電荷量(一個(gè)存儲(chǔ)單元用于保存數(shù)據(jù)所需的最小電荷量)繼續(xù)縮小,因而使得它們對(duì)SER的自然抵御能力下降。這反過來又意味著能量低得多的a粒子或宇宙射線都有可能對(duì)存儲(chǔ)單元形成干擾。

SER衡量

  •   軟誤差是以FIT來衡量的。FIT率只不過是10億個(gè)器件操作小時(shí)中所出現(xiàn)的故障數(shù)。1000 FIT對(duì)應(yīng)于一個(gè)約144年的MTTF(平均無故障時(shí)間)。為了對(duì)軟誤差的重要性有所了解,我們不妨來看一下它們?cè)诘湫痛鎯?chǔ)應(yīng)用中所具有的潛在影響的一些實(shí)例。比如,一部采用了一個(gè)軟誤差率為1000 FIT/Mbit的4Mbit低功率存儲(chǔ)器的蜂窩電話將很可能每28年出現(xiàn)一次軟誤差。而一個(gè)采用了軟誤差率為600 FIT/Mbit的100Gbits同步SRAM的標(biāo)準(zhǔn)高端路由器則有可能每17個(gè)小時(shí)出現(xiàn)一次錯(cuò)誤。此外,軟誤差之所以重要還在于目前其FIT率是硬可靠性故障的典型FIT率的10倍以上。顯然,對(duì)于蜂窩電話而言軟誤差并無大礙,但那些采用大量存儲(chǔ)器的系統(tǒng)則有可能受到嚴(yán)重影響。

SER的根源

  •   α粒子的影響

      半導(dǎo)體器件封裝所采用的壓;衔镏杏锌赡芎兄T如Th232 和U238等雜質(zhì),這些物質(zhì)往往會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生衰變。這些雜質(zhì)會(huì)釋放出能量范圍為2"9MeV(百萬電子伏特)的α粒子。在硅材料中,形成電子空穴對(duì)所需的能量為3.6eV。這就意味著α粒子有可能生成約106個(gè)電子空穴對(duì)。耗盡區(qū)中的電場將導(dǎo)致電荷漂移,從而使晶體管承受電流擾動(dòng)。如果電荷轉(zhuǎn)移量在0或1的狀態(tài)下超過了存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元中的臨界電荷量(QCRIT),則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。

      宇宙射線的影響

      高能量的宇宙射線和太陽粒子會(huì)與高空大氣層起反應(yīng)。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí),將產(chǎn)生高能量的質(zhì)子和中子。中子尤其難對(duì)付,因?yàn)樗鼈兡軌驖B透到大多數(shù)人造結(jié)構(gòu)中(例如,中子能夠輕易地穿透5英尺厚的混凝土)。這種影響的強(qiáng)度會(huì)隨著所處的緯度和海拔高度的不同而變化。在倫敦,該影響要比在赤道地區(qū)嚴(yán)重1.2倍。在丹佛,由于其地處高海拔,因此這種影響要比地處海平面的舊金山強(qiáng)三倍。而在飛機(jī)上,這種影響將是地面上的100"800倍。

      高能量中子的能量范圍為10"800MeV,而且,由于它們不帶電荷,所以與硅材料的反應(yīng)不同于α粒子。事實(shí)上,中子必須轟擊硅原子核才會(huì)引起軟誤差。這種碰撞有可能產(chǎn)生α粒子及其他質(zhì)量較重的離子,從而生成電子空穴對(duì),但這種電子空穴所具有的能量比來自壓模化合物的典型α粒子所具有的能量高。

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