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[size=1em]导读物联网可以说是当下最火的一个词语，从2008年的概念，到现在的我们可以看到的雏形，都意味着我们的生活会被这个技术带来翻天覆地的变化，但与物联网的核心集成电路系统却时刻面临着ESD的威胁，如何提高系统可靠性成为了重中之重。
静电释放(ESD)是影响集成电路芯片可靠性的关键因素之一，因静电原因每年造成的芯片失效占到芯片总失效数的12%以上。如何使集成电路在强电磁干扰或雷击环境中不受影响地工作，已成为提高集成电路芯片和电子系统可靠性及安全性的关键。2008年金融危机提出的物联网概念预计10年内可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿美元规模的高科技市场，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。在我国，“十三五”期末我国物联网相关产业规模将达到万亿级规模。其中智慧电网、智慧车联网等每个领域规模将达到2000多亿元规模。在物联网组网过程中，雷击瞬变干扰经常造成传输线在线芯片损坏。
对集成电路进行静电保护的途径有二：一是控制和减少静电产生和放电的发生，例如静电防护服、防静电腕带；二是在芯片外围设计静电释放器件，为静电提供泄放通路。途径二中的静电释放器件相当于芯片内的“避雷针”，避免静电放电时电流流入IC内部电路而造成损伤，它是目前最直接和常见的一种保护措施。传统的电气过压抑制器件有气体放电管、陶瓷放电管、压敏电阻、齐纳二极管及TVS（Transient Voltage Suppressor）阵列。放电管的耐电流能力很强，但是其反应速度慢，箝制电压也非常高(约为800V)；压敏电阻的寄生电容大，导通电阻也高，且低电压的压敏电阻漏电流大；传统利用半导体制作的齐纳二极管虽然反应速度快，但因其结面积小，泄放能力不强，所以耐高电压、高电流的能力不足；TVS阵列则是利用导向二极管，通过共用齐纳管，实现多个引脚的静电泄放。 图1 芯片外围静电防护器件 外加TVS器件用于防止板上ESD或电气过载（EOS），外加TVS的常规防护等级为接触放电8KV。但是外加TVS器件，一方面将增加电子系统体积，增加系统成本，另一方面由于放置在片外，即使器件本身标称防护等级足够高，但如果未慎重考虑TVS在电路板上的放置位置和走线，则会由于板上寄生而造成泄放不及时，同样损毁芯片，降低系统可靠性。因此，若能实现TVS的片上集成，则可提高系统可靠性，减小体积，降低成本。要实现TVS的片上集成，一条途径是选用单位面积泄放效率高的ESD器件，经过适当设计使它既能用作ESD防护，又能作为泄放大能量的TVS防护元件使用。
图2 ESD cell芯片集成
湖南静芯微电子技术有限公司团队经过五年的艰苦奋斗，专门针对物联网芯片在恶劣环境工作的情况，掌握从器件预选型、器件参数设计、TCAD工艺仿真、器件仿真、结构选型、版图设计、流片测试、性能评估到实际电路应用的ESD设计全流程技术，累计设计并流片测试结构达3000余个，并在多个关键技术取得突破，开发成功系列5kV/8kV/15kV/30kV的ESD和TVS器件，公司以客户需求为导向，采用灵活的商务模式提供专门的人力、物力进行技术服务与产品的定制设计，以一站式的服务达到客户与自身双赢的目的。 湖南静芯微电子技术有限公司（SuperESD）是一家专业提供全芯片ESD设计服务和ESD/TVS器件的高科技公司，拥有一支经验丰富的研发团队，可以为您在IC片上静电防护、增加产品可靠性与加速新品开发方面创造价值！！ 联系方式：0731-85833886/18974887177
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发表于 2016-3-3 17:48:41
