對于汽車里所采用的上千個芯片,有一個淺顯的事實,即它們都不能失靈。 可靠性對于汽車半導體元件至關重要,任何在行駛途中發(fā)生故障的芯片都可能導致昂貴的維修費用,甚至可能造成人身傷害甚至死亡。為了滿足汽車行業(yè)的這一特殊要求,半導體制造商必須解決和提高芯片的可靠性。
雖然汽車的基本功能并沒有改變 - 依然是將人員和事物從一個地方運送到另一個地方 - 汽車技術和功能卻隨著時間的推移而不斷發(fā)展和增加。汽車制造商不斷加入新的功能讓我們的汽車更加高效和安全,并提供更多娛樂 - 這些功能都需要使用半導體元件。如今,電子元件占汽車制造總成本的35%,預計到2030年這一比例將增加到50%。如今一輛汽車可能需要數(shù)千個芯片才能支持它的技術功能(電子燃油噴射,氣電混合動力等)、安全功能(防鎖剎車,安全氣囊等)、和便利功能(衛(wèi)星導航,與智能手機結合等)。而且,隨著無人駕駛技術在可行性和普及性方面的進步,無人汽車所需的傳感器和AI(人工智能)所需的芯片數(shù)量將迅速增加。
對于汽車里所采用的上千個芯片,有一個淺顯的事實,即它們都不能失靈。 可靠性對于汽車半導體元件至關重要,任何在行駛途中發(fā)生故障的芯片都可能導致昂貴的維修費用,甚至可能造成人身傷害甚至死亡。為了滿足汽車行業(yè)的這一特殊要求,半導體制造商必須解決和提高芯片的可靠性。
幸運的是,對于半導體制造商來說,他們很清楚芯片的可靠性與什么相關:那就是缺陷! 事實上,對于設計良好的半導體制造工藝和產(chǎn)品來說,隨機缺陷就是造成芯片早期可靠性問題的主要根源。
對于半導體制造商來說,有兩種芯片缺陷最為重要:
(1) 致命缺陷: 這些缺陷會導致芯片在半導體制造過程中的最后測試階段失敗。具有致命缺陷的芯片永遠不會離開制造廠。因此致命缺陷影響半導體制造商的成品率。
(2) 潛在缺陷:這些缺陷會導致芯片在老化或使用一段時間后失效。今天,大多數(shù)帶有潛在缺陷的芯片將通過最終測試,并將在供應鏈上持續(xù)向前,包括安裝在汽車上。但是,最終的潛在缺陷會導致芯片失靈 - 而芯片可靠性出問題就會影響汽車的可靠性。
有趣的是,致命缺陷(影響成品率)和潛在缺陷(影響可靠性)之間是相關的。 影響成品率的缺陷類型也會影響可靠性; 兩者的區(qū)別主要在于缺陷尺寸大小以及出現(xiàn)在芯片圖案結構上的位置不同。例如,橋接缺陷(即多余的材料造成兩條不應連接的線路出現(xiàn)連接并短路)是一個會影響成品率的致命缺陷。 部分橋接缺陷 - 兩條線之間的多余材料還沒有造成連接 – 則是潛在的缺陷,并可能導致可靠性問題。 隨著環(huán)境和使用,缺陷可能會變成一個完整的橋接,最終導致短路和隨之而來的芯片故障。
成品率缺陷與可靠性缺陷之間的這種相關性不僅僅只是缺陷類型相同:它們都是半導體制造過程中相同的根本原因而導致。失效分析已經(jīng)表明,大多數(shù)可靠性缺陷都源于芯片廠并與生產(chǎn)工藝有關(并且導致成品率問題)。由于成品率缺陷和可靠性缺陷具有相同的根本原因,因此提高半導體芯片的成品率將有助于提高可靠性! 事實上,為了提高汽車芯片的可靠性,半導體制造商采取了一個簡單但卻關鍵的策略:降低芯片廠的整體隨機缺陷水平,這是減少產(chǎn)生可靠性缺陷的可能性的最好方法。而且,減少整體隨機缺陷的最好方法是什么? 是采用世界一流的缺陷減少策略。