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Yantc 同补充。我本科上过一门课叫可靠性物理,集中讲了集成电路的可靠性。业界的标准叫 JEDEC,在这个网站里:
https://www.jedec.org/集成电路的可靠性的关键问题有:
器件:栅介质损耗。会导致晶体管漏电
互连:电迁移。在铝互连的年代很严重,现在用铜互连加大马士革工艺有了很大改善
封装:应力,腐蚀。一般看到电脑进水搞坏 CPU,会有这个情况
电路:静电放电
器件和电路:辐射效应。专业名词叫 SEE,单电子效应。我大四时候做过一个短项目,用 TCAD 模拟 alpha 粒子射入 SRAM 单元后,引发的载流子雪崩式影响。主要是考虑卫星上的芯片,地面上的芯片的辐射量达不到这个阈值。
我最近了解过 SpaceX 的飞控芯片,他们尤其要考虑辐射和可靠性。飞控芯片一般由 Intel 大约每十年设计一代,技术节点大概在 130nm 以上,来保证可靠性,封装方面也是耐辐射,耐腐蚀。代码上一般都是 C 。
SpaceX 的猎鹰九号一级火箭因为不用离开大气层太远,用的不是这种昂贵的芯片,而是相对普通的地面上用的芯片,他们用三个完全相同的芯片,同时运行相同的指令,每次出来结果就进行比较,如果有一个不同,就重新计算。如果计算若干次,有一个始终与其他的不同,就使用另两个的计算结果。