9787030305763 數字集成電路容錯設計 科學齣版社 李曉維 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李曉維 著

圖書標籤:

• 數字集成電路
• 容錯設計
• 集成電路
• 可靠性設計
• 科學齣版社
• 李曉維
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• 數字電路

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030305763

商品編碼：29486946475

包裝：精裝

齣版時間：2011-04-01

基本信息

書名：數字集成電路容錯設計

定價：68.00元

作者：李曉維

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-04-01

ISBN：9787030305763

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.922kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字集成電路容錯設計--容缺陷故障、容參數偏差、容軟錯誤》主要內容涉及數字集成電路容錯設計的三個主要方麵：容缺陷(和故障)、容參數偏差以及容軟錯誤；包括3s技術(自測試、自診斷、自修復)的基本原理。從嵌入式存儲、多核處理器和片上網絡三個方麵論述瞭缺陷(故障)容忍方法；從參數偏差容忍的角度，論述瞭抗老化設計和參數偏差容忍設計方法；從處理器和片上網絡兩個層次論述瞭軟錯誤容忍方法；並以國産具有自修復功能的單核及多核處理器為例介紹瞭相關成果的應用。《數字集成電路容錯設計--容缺陷故障、容參數偏差、容軟錯誤》的特點是兼具先進性和實用性，係統性強，體係新穎。
　　《數字集成電路容錯設計--容缺陷故障、容參數偏差、容軟錯誤》適閤於從事集成電路(與係統)容錯設計方嚮學術研究，以及集成電路kda工具開發和應用的科技人員參考；也可用作集成電路與半導體專業的高等院校教師、研究生和高年級本科生的教學參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《微電子器件的可靠性與失效機理》 內容簡介： 本書全麵深入地探討瞭現代微電子器件的可靠性科學與技術，重點剖析瞭器件在設計、製造、封裝、測試以及實際工作過程中可能遇到的各種失效模式及其內在機理。隨著集成電路製造工藝的飛速發展，器件尺寸不斷縮小，工作電壓降低，使得器件對各種環境應力、工藝波動、以及內在缺陷的敏感度急劇增加，可靠性問題日益凸顯，成為製約電子産品性能、壽命和安全的關鍵因素。本書旨在為微電子器件設計者、製造工程師、可靠性工程師以及相關領域的研究人員提供一個係統、詳實的理論框架和實踐指導。 全書共分為六大部分，共計十六章。 第一部分：微電子器件可靠性基礎 第一章 深入介紹瞭微電子器件可靠性的基本概念、定義與評價指標。係統闡述瞭失效率、平均無故障時間（MTTF/MTBF）、可靠度函數、故障密度等關鍵術語，並詳細講解瞭常見的可靠性分布模型，如指數分布、威布爾分布、伽馬分布等，以及它們在不同失效機製下的適用性。本章還對可靠性增長理論進行瞭初步介紹，強調瞭在産品開發過程中通過測試和改進來提升可靠性的重要性。 第二章 重點分析瞭影響微電子器件可靠性的主要環境與工作應力。詳細討論瞭溫度（高溫、低溫、熱循環）、濕度、電應力（電壓、電流）、機械應力（振動、衝擊）、輻射（電離輻射、單粒子效應）等因素對器件性能和壽命的潛在損害。深入剖析瞭不同應力組閤下可能産生的協同效應和加速失效機製，為後續的失效分析提供瞭理論基礎。 第三章 探討瞭微電子器件的失效模式與失效機理。係統梳理瞭半導體器件中普遍存在的各種失效模式，包括開路、短路、參數漂移、閾值電壓變化、柵介質擊穿、金屬互連失效、晶體管性能退化等。對於每種失效模式，詳細闡述瞭其背後的物理或化學機理，例如熱載流子效應、離子遷移、電遷移、應力遷移、枝晶生長、錶麵漏電、柵氧化層缺陷的産生與擴展等。本章強調瞭理解失效機理對於設計更可靠器件和製定有效預防措施的至關重要性。 第二部分：半導體材料與工藝相關的可靠性問題 第四章 聚焦於矽基半導體材料本身的可靠性。探討瞭矽晶體的缺陷（如位錯、夾雜物、空位、間隙原子）對器件性能和壽命的影響，以及晶體生長、外延、摻雜等關鍵工藝步驟中可能引入的缺陷及其後果。分析瞭不同摻雜濃度和分布對器件電學特性的影響，以及摻雜劑擴散過程中的可靠性挑戰。 第五章 深入分析瞭半導體器件製造過程中關鍵工藝步驟的可靠性問題。詳細討論瞭光刻、刻蝕、薄膜沉積（如氧化、氮化、多晶矽、金屬）、離子注入、退火等工藝對器件結構完整性、界麵質量、材料純度以及電學性能的影響。例如，在氧化過程中引入的界麵態和固定電荷、在刻蝕過程中産生的錶麵損傷、在金屬化過程中可能齣現的接觸電阻過大或不均勻等問題。 第六章 詳細研究瞭半導體器件中的金屬互連可靠性。闡述瞭金屬互連層（如鋁、銅）在工作過程中麵臨的電遷移、應力遷移、枝晶生長等失效機理，這些機理可能導緻互連開路或短路。深入探討瞭通孔（Vias）和接觸孔（Contacts）的可靠性問題，分析瞭界麵反應、空洞形成、互層金屬擴散等可能導緻的失效。本章還介紹瞭提高金屬互連可靠性的設計技術和工藝改進方法，如采用閤金、優化布綫結構、引入阻擋層等。 第三部分：器件結構與封裝相關的可靠性問題 第七章 重點關注半導體器件的柵介質可靠性。詳細闡述瞭柵氧化層的擊穿機理，包括熱電子誘導擊穿、隧道擊穿、漏電擊穿等。分析瞭柵氧化層的缺陷産生、纍積以及生長過程，如電荷陷獲、本徵擊穿、等離子體損傷等。本章還介紹瞭提高柵介質可靠性的技術，如采用高介電常數（High-k）材料、優化的生長工藝、柵電極材料選擇等。 第八章 探討瞭雙極型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）等基本器件單元的失效機理。對於BJT，分析瞭基區復閤、載流子注入效率下降、擊穿電壓降低等問題。對於MOSFET，詳細研究瞭閾值電壓漂移、柵電流增大、漏電流增大、以及各種類型的擊穿（如漏源擊穿、雪崩擊穿）的成因。 第九章 深入研究瞭集成電路封裝對器件可靠性的影響。分析瞭不同封裝類型（如DIP、SOP、QFP、BGA）的結構特點及其對散熱、應力傳遞、環境隔離等方麵的性能。詳細闡述瞭封裝過程中可能引入的可靠性問題，如焊接失效、封裝材料與芯片之間的熱失配導緻的應力、濕氣侵入、以及封裝材料本身的分解或老化。 第十章 討論瞭錶麵安裝器件（SMD）的可靠性問題。重點分析瞭焊點連接的可靠性，包括焊點疲勞、蠕變、腐蝕以及焊接工藝的影響。研究瞭PCB基闆材料對器件可靠性的影響，如吸濕性、熱膨脹係數等。 第四部分：可靠性測試與評估技術 第十一章 詳細介紹瞭微電子器件的加速壽命測試技術。講解瞭加速壽命測試（ALT）的基本原理、各種加速因素（如高溫、高濕、高電壓、高頻）的選擇與應用。深入分析瞭各種加速測試模型，如Arrhenius模型、Eyring模型、Inverse Power Law模型等，並討論瞭如何利用測試數據進行壽命預測和可靠性評估。 第十二章 重點介紹瞭失效分析（FA）技術。詳細闡述瞭失效分析的基本流程和常用手段，包括非破壞性測試（如外觀檢查、電學參數測試、X射綫成像、聲學成像）、破壞性測試（如去封裝、橫截麵製備、顯微分析）以及材料分析技術（如SEM、EDX、TEM、SIMS、XPS）。強調瞭失效分析在找齣器件失效根源、指導設計改進和工藝優化中的關鍵作用。 第十三章 探討瞭可靠性信息管理與統計分析。介紹瞭可靠性數據庫的建立與維護，以及如何利用統計方法對測試數據進行分析，如置信區間估計、假設檢驗、迴歸分析等。本章還簡要介紹瞭可靠性信息化係統的建設與應用。 第五部分：可靠性設計與預防措施 第十四章 介紹瞭微電子器件的可靠性設計原則。闡述瞭冗餘設計、容錯設計、降額設計、熱設計等基本理念。深入講解瞭如何通過閤理的電路拓撲、器件選擇、布局布綫以及參數選擇來降低器件的應力，從而提高其工作壽命。 第十五章 重點討論瞭工藝控製與質量管理在提升器件可靠性中的作用。強調瞭嚴格的工藝流程控製、關鍵工藝參數的監測與優化、以及統計過程控製（SPC）在減少工藝波動和消除潛在缺陷方麵的重要性。介紹瞭ISO9000、CMMI等質量管理體係在微電子行業的應用。 第六部分：新興技術與前沿可靠性挑戰 第十六章 展望瞭未來微電子器件可靠性發展麵臨的新挑戰。分析瞭納米尺度器件、三維集成電路、化閤物半導體器件（如GaN、SiC）、MEMS器件等新興技術所帶來的新的可靠性問題和失效機理。討論瞭人工智能、機器學習在可靠性預測和失效分析中的潛在應用，以及麵嚮極端環境（如太空、核環境）的可靠性技術發展趨勢。 本書理論與實踐相結閤，既有對基本概念和原理的深入闡述，也包含瞭豐富的實例和技術細節。通過對本書的學習，讀者將能夠係統地掌握微電子器件可靠性的理論知識，理解各種失效的根源，並能夠運用先進的測試、分析和設計技術來提高微電子産品的可靠性水平，滿足日益嚴苛的應用需求。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開這本書的時候，我腦海中立刻浮現齣那些在極端環境下工作的電子設備。比如，在太空探測器中，輻射會引發電子元件的單粒子翻轉，導緻數據錯誤，如果不加以糾正，任務將功虧一簣。又或者，在汽車的自動駕駛係統中，任何一個傳感器的數據異常都可能帶來嚴重的後果。這本書，我感覺它就是在迴答這些“如果……會怎樣？”的問題。它深入剖析瞭數字集成電路的脆弱性，並提供瞭一係列行之有效的“解藥”。我特彆關注的是書中關於“可測試性設計”（Design for Testability, DFT）的內容，因為在我看來，一個良好的容錯設計，必然離不開高效的測試手段。如何纔能在設計階段就考慮到後續的故障檢測和診斷，並且能夠快速定位問題，這對我這個業餘愛好者來說，是一個非常吸引人的地方。我甚至可以想象，這本書中的知識，如果能應用到我日常接觸的電子産品上，它們的使用壽命和穩定性一定能得到大幅提升。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個對底層技術充滿好奇的人來說，這本書的書名本身就充滿瞭挑戰和誘惑。數字集成電路，這是一個多麼龐大的體係，而“容錯設計”更是為其增添瞭一層神秘的麵紗。我一直對微觀世界的奇妙運作充滿興趣，尤其是在電子元件的層麵，它們如何協同工作，又如何在細微的偏差中保持穩定。我想象中，這本書會詳細介紹各種邏輯門、觸發器等基本單元，以及它們在容錯電路中的具體應用。它會不會像一本精密的工程藍圖，一步步地教我如何構建一個不會輕易“罷工”的電路？我尤其期待書中關於“軟件容錯”和“硬件容錯”相結閤的論述，因為在我看來，單獨依靠某一方麵往往是不夠的，隻有兩者協同作用，纔能構建齣真正堅不可摧的係統。這種跨領域的融閤，在我看來，是技術發展的必然趨勢，也是這本書的獨特價值所在。

評分☆☆☆☆☆

從一個普通讀者的角度來看，這本書的標題“數字集成電路容錯設計”聽起來就充滿瞭科技感和實用性。我們日常使用的電子産品，從手機、電腦到傢電，無一不依賴於數字集成電路。而這些電路齣現故障，往往會給我們的生活帶來諸多不便，甚至造成財産損失。因此，如何設計齣更可靠、更不容易齣錯的集成電路，一直是業界關注的焦點。這本書，我感覺它就像是一本“救生指南”，為電子産品的穩定運行保駕 गुंतवणूक。我尤其對書中關於“硬件冗餘”的介紹充滿瞭好奇，例如三取二錶決器、雙模冗餘等，這些聽起來就非常高深莫測的技術，我希望這本書能用易於理解的方式進行講解。同時，我也想瞭解書中是否會涉及一些最新的容錯技術，比如基於機器學習的故障預測和診斷，那將是更令人興奮的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名雖然直接點明瞭“數字集成電路容錯設計”，但真正讓我著迷的，是它背後所蘊含的對復雜係統可靠性的深刻洞察。現代電子設備的普及程度已經到瞭前所未有的高度，從智能手機到航天器，它們都依賴於密集的集成電路。而一旦這些電路齣現微小的故障，其後果可能是災難性的，輕則功能異常，重則影響整個係統的安全運行。因此，如何設計齣能夠抵禦和糾正錯誤的電路，就顯得尤為重要。這本書，我感覺它不僅僅是在介紹技術細節，更是在引導讀者思考，在麵對不可避免的硬件不確定性時，我們應該如何構建更具韌性的係統。它讓我開始審視那些我們習以為常的電子産品，背後隱藏著多少智慧的容錯機製。我尤其好奇，書中對於不同類型的故障，例如瞬態故障和永久性故障，是如何提齣針對性的解決方案的。是通過冗餘設計，還是糾錯編碼？亦或是更巧妙的算法？這些都讓我對這本書充滿瞭期待，想一探究竟。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最直接感受，是它讓我對“完美”這個詞有瞭更深刻的理解。在數字集成電路的世界裏，絕對的“完美”幾乎是不可能存在的，因為製造過程中的微小差異，以及使用環境的不可控因素，都可能導緻意想不到的錯誤。而“容錯設計”正是要在這種不完美的現實中，創造齣接近於“完美”的功能。我猜測，書中會深入探討各種容錯策略的權衡，比如增加硬件冗餘會帶來成本和功耗的增加，而采取更復雜的糾錯算法則會增加設計和實現的難度。這本書，我感覺它就是在教我們如何在各種限製條件下，找到最佳的平衡點。這不僅僅是技術問題，更是一種工程智慧的體現。我非常想知道，書中是如何通過案例分析來展示這些容錯機製的實際效果的，我想看看那些看似微小的設計細節，是如何在關鍵時刻發揮齣“救命”的作用的。