电迁移：它是什么以及为什么它会毁掉你的 CPU

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电迁移是原子中发生的一种现象。当电流流过材料导致原子结构破裂和移动，留下空位和沉积物，并对某些高性能芯片（例如 CPU 、 GPU等）造成严重破坏时，就会发生这种情况。 也就是说，您可以将电迁移视为一条河流。水就是电流，河床就是电导体，电流从一个地方带走的沉积物留下间隙，沉积在其他地方，产生物质积累。如果芯片的互连发生这种情况，则可能会出现由于空位而开路或由于簇而导致短路的情况。 内容 什么是电迁移？ 电迁移(EM)是一种发生在金属化线中的现象，例如连接芯片内不同部件的互连中。 当电流（电子流）通过导体时，在产生的热量的帮助下，它可以撞击金属原子并取代它们。 如果电迁移能够维持下去，也就是说，当没有发散，并且进入和离开线路的材料量相等时，它不会有害。


但事实是，随着时间的推移，这会导致原子从金属中去除如果线路在开始处被切断，或者在它们积累的末端与另一条相邻线路短路，这可能最终导致开路。 您还应该知道，当电脉冲开始拖动导电材料的原子并产生空位时，可以通过使导体承受相反的应力来恢复这些空位。这样，反向电流就 特殊数据 会向另一个方向（正负）流动，并将导体原子拖向空位。但这在电路上并不总是可行。 必须指出的是，即使没有电迁移，互连也不是永恒的。根据焦耳的说法，使用寿命将是 RMS 电流密度的函数。 还应该说迁移会产生两种类型的损坏： 原子耗尽（空洞）：连通性缓慢减少，最终由于线路中断而出现故障或开路。 原子沉积（小丘）：导电材料沉积在线路的其他区域并导致短路。也就是说，从空隙中去除的原子最终会出现在这些沉积物中。



影响多发性硬化症的因素 为了更好地理解电迁移或 EM，我们必须了解哪些因素实际上会影响这一负面现象。这些因素是： 线材：众所周知，用于现代芯片金属化的纯铜比铝（几十年前用于芯片）更耐电迁移。铜导体可承受的电流密度大约是铝电缆的五倍。 温度： 在用于计算金属线路平均失效时间的布莱克方程中，导体的温度出现在指数中，也就是说，它强烈影响互连的MTTF。互连温度主要是由芯片温度、电流的自热效应、附近互连或晶体管的热量以及周围材料的导热性决定的。 导体尺寸：正如 Black 方程所示，除了温度之外，电流密度是影响导体 MTTF 的主要参数。由于电流密度是通过电流 I 与横截面积 A 的比率获得的，并且由于大多数工艺技术都假设印刷互连的厚度恒定，因此线宽对电流密度有直接影响：越宽，电流密度越低，抗电迁移能力越大。 大家知道，导体的材料和尺寸是芯片制造的问题，但温度会受到其他参数的影响。例如，电压和时钟频率越高，它就会变得越热。因此，超频时，电迁移的风险较大。