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ESD/TVS 笔记一:芯片ESD能力成长趋势_防护_芯片

admin 2025-01-15 22:53:40 0

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防护器件是否真的可有可无?

众所周知,IC(集成电路)的发展遵照着摩尔定律,已经持续了超过半个世纪。
摩尔定律指的是:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
这一定律揭示了信息技能进步的速率。
而如今,顶尖的光刻技能已能顺利实现5nm芯片的量产,未来还将朝着3nm,1nm乃至更小的线宽发展。
摩尔定律见告我们,芯片行业要向前发展,必定要用到更小的线宽技能。
而更小的线宽对付芯片来说,也暴露出一个致命的问题:ESD免疫力大幅低落。
线宽减小对片内ESD能力的影响 I

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通过片内ESD的防护履历,我们知道,要想芯片达到同样等级的ESD防护能力,片内所需的单位防护面积是少不了的。
随着芯片内部的线宽越来越小,要想实现同样HBM下,2KV的ESD能力,在0.13um制程下,只需占用5%的单位面积,而到了7nm制程下,会达到惊人的58%。
这种情形对付任何厂家来说,本钱上都难以接管。
线宽减小对片内ESD能力的影响 II

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(图片来自网络侵删)

芯片行业的发展趋势表明,更小线宽的芯片必将面临着更弱的ESD防护能力。
JEDEC和ESDA协会也都赞许将45nm制程下,片内ESD的防护标准由原来的HBM 2KV 下调至1KV。
而对付更小线宽的制程,片内ESD的防护标准也还会连续下调至500V,乃至更低。
这也意味着,片内的ESD能力离我们系统的哀求越来越远,而片外的ESD防护势在必行。
芯片ESD能力变弱的应对

那我们该如何应对线宽减小对芯片ESD防护带来的寻衅呢?

答案很大略:外加得当的保护器件。

片内ESD防护 片外ESD防护对付片内的ESD防护,我们不能把它看作唯一的防护手段,而应看作次级防护。
外加保护器件的好处是,它可以放置在接口处,当外部有瞬态能量过来的时候,可以第一韶光导到地上去,从而减小了能量的耦合与辐射的滋扰。
总结

芯片遵照着摩尔定律发展的同时,其片内的ESD能力却在逐步低落。
随着片内ESD保护的难度系数及本钱越来越高,业界面临的现实情形便是只能捐躯片内的ESD防护能力;而对付我们整机ESD哀求不变、乃至加严的哀求来看,片外的ESD防护必将是不可或缺的。

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