1 民航航空器适航审定技术重点实验室, 天津 300300
2 中国民航大学 安全科学与工程学院, 天津 300300
针对传统的环形振荡器(RO)检测精度较低、检测面积较小的问题, 对传统的RO结构进行改进, 提出一种结构优化的RO。结构优化的RO通过增大与木马电路的接触面积来提高木马检测率和检测面积。在FPGA上的实验结果表明, 相比于传统的RO检测方法, 结构优化的RO有以下优点：1) 能够精确地检测出仅有20个逻辑单元的硬件木马; 2) 将RO的检测面积扩大了约1倍。
硬件木马 结构优化 环形振荡器 hardware Trojan structural optimization ring oscillator FPGA FPGA
中国电子科技集团公司 第四十六研究所, 天津 300220
分析了金刚石线锯多线切割150 mm SiC晶片的表面形貌及质量, 通过测试SiC片Si面和C面的表面粗糙度(Ra), 发现C面Ra值约为Si面的2倍。在切割过程中晶片向Si面弯曲, 使锯丝侧向磨粒对Si面磨削修整作用更强, 从而使晶片Si面更加光滑。此外, 通过显微截面法测试了SiC晶片两面的损伤层深度。结果表明, Si面损伤层深度约为789 μm, 明显低于C面的138 μm, 显微镜下观察到截面边缘更加平整。该方法进一步证明了多线切割时晶片向Si面弯曲, 使锯丝侧向磨粒对Si面的磨削效果更强, 从而造成SiC晶片两面表面形貌和质量存在差异。
SiC晶片 表面损伤层 表面粗糙度 弯曲度 SiC wafer subsurface damage layer surface roughness Bow
江南大学 电子工程系 物联网技术应用教育部工程研究中心， 江苏 无锡 214122
1 西安电子科技大学 微电子学院, 西安 710071
2 北京轩宇空间科技有限公司, 北京 100190
3 西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室, 西安 710071
针对基于静态结构特征的机器学习方法对门级硬件木马检测结果检测率不高的问题，提出了一种基于级联结构特征的硬件木马检测方法。利用共现矩阵进行特征构建，并使用多对多结构的堆叠式长短期记忆网络(Long Short-Term Memory，LSTM)进行木马特征的训练与识别。实验结果表明，该方法在Trusthub的15个基准网表中获得了93.1%的平均真阳性率(TPR)、99.0%的平均真阴性率(TNR)和79.3%的F1-score。实验结果优于现有方法。
硬件木马 长短期记忆 硬件木马检测 门级网表 hardware trojan long short-term memory (LSTM) HT detection gate-level netlist
1 合肥工业大学 微电子学院, 合肥 230009
2 合肥工业大学 数学学院, 合肥 230009
芯片老化引发的可靠性问题日益严重,会降低芯片性能,最终可能导致芯片失效。针对已有的芯片老化测量结构硬件开销大、影响关键路径时序等问题,提出了一种低开销的旁路重构振荡环的片上老化测量方案。实验结果表明,相比现有方案,该方案硬件开销降低了63.2%,在性能上平均提高了15.7%,并且老化在线测量误差较小,仅为2%。
关键路径时序 旁路重构 振荡环 老化测量方案 critical path timing bypass reconfiguration oscillating ring aging measurement scheme
1 西安微电子技术研究所, 西安 710000
2 西安电子科技大学 机电工程学院, 西安 710071
针对电源模块在温度循环条件下工作的可靠性问题,以典型电源模块为研究对象,基于有限元分析软件建立温循条件下电源模块的瞬态温度分布模型和电源模块的瞬态热力耦合模型,着重分析芯片、玻璃绝缘子等易损区域。在此基础上以玻璃绝缘子的最大热应力和芯片的最高温度为优化目标,对电源模块进行遗传算法优化设计。结果表明,相比其他研究直接施加热载荷条件,采用瞬态热力耦合所得电源模块结果更准确,芯片温度为86.03 ℃,玻璃绝缘子的热应力为61.27 MPa。经过遗传算法优化的芯片温度为81.85 ℃,玻璃绝缘子的热应力为37.05 MPa,满足可靠性要求。证明遗传算法与仿真结合,可有效提高产品设计的可靠性。
电源模块 热力耦合 焊点 遗传算法优化 power supply module thermodynamic coupling solder joint genetic algorithm optimization
崔旭 1,2,3崔江维 1,2,3郑齐文 1,2,3魏莹 1,2,3[ ... ]郭旗 1,2,3
1 中国科学院 新疆理化技术研究所 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室, 乌鲁木齐 830011
2 中国科学院 新疆理化技术研究所 新疆电子信息材料与器件重点实验室, 乌鲁木齐 830011
3 中国科学院大学, 北京 100049
通过60Co γ射线辐照试验,研究了22 nm工艺体硅nFinFET的总剂量辐射效应,获得了总剂量辐射损伤随辐照偏置和器件结构的变化规律及损伤机理。研究结果表明,经过开态(ON)偏置辐照后器件阈值电压正向漂移,而传输态(TG)和关态(OFF)偏置辐照后器件阈值电压负向漂移; 鳍数较少的器件阈值电压退化程度较大。通过分析陷阱电荷作用过程,揭示了产生上述试验现象的原因。
体硅nFinFET 总剂量辐射效应 辐照偏置 bulk silicon nFinFET total ionizing dose effect irradiation bias
1 中国电子科技集团 第五十八研究所， 江苏 无锡 214035
2 无锡中微高科电子有限公司， 江苏 无锡 214125
对比封装体不同的热疲劳寿命预测模型，选择适用于微弹簧型陶瓷柱栅阵列(CCGA)封装的寿命预测模型，并对焊点的热疲劳机制进行分析。利用Workbench对焊点进行在温度循环载荷作用下的热疲劳分析。对比不同热疲劳寿命预测模型的结果，表明基于应变能密度的预测模型更适用于微弹簧型CCGA。随后对等效应力、塑性应变、平均塑性应变能密度和温度随时间变化的曲线进行分析，结果表明，在温度保持阶段，焊柱通过发生塑性变形或积累能量来降低其内部热应力水平，减少热疲劳损伤累积；在温度转变阶段,焊柱的应力应变发生剧烈变化，容易产生疲劳损伤。
微弹簧 陶瓷柱栅阵列 热疲劳寿命预测 热疲劳机制 microcoil spring CCGA thermal fatigue life prediction thermal fatigue mechanism
中国电子科技集团公司 第二十四研究所， 重庆 400060
针对一种大尺寸CLCC器件在100次、-45 ℃~85 ℃温度循环实验后发生CTE失配失效的问题，提出了两种改进热膨胀系数(CTE)不匹配的优化方案，进行了仿真对比分析。基于较优的改进方案，采用有限元仿真及Engelmaier模型计算其疲劳寿命，完成了温度循环试验验证。仿真结果表明，在陶瓷中部钎焊参数合适的成形引线较好地缓解了氧化铝陶瓷与焊料、FR4基板的CTE失配问题，满足实际使用需求。本文研究对大尺寸氧化铝陶瓷封装设计有参考价值。
无引线陶瓷封装 氧化铝陶瓷封装 有限元分析 温度循环 CLCC Alumina ceramic package finite element analysis temperature cycling CTE CTE
针对核设施机电设备中控制系统存储单元耐辐射可靠性评价的需要, 以国产NOR型Flash存储器为研究对象, 对器件存储阵列浮栅单元的总剂量损伤阈值开展了实验研究。综合利用SMOTE算法和Bootstrap法建立了一种基于极小子样的器件耐辐照可靠性评价方法, 对被测样品校验失效剂量进行了统计分析。实验结果表明, 器件浮栅单元的主要失效模式为浮栅电荷损失造成的阈值电压降低, 平均校验错误剂量为(631.89±103.64)Gy(Si)。统计分析表明, 器件总剂量损伤阈值服从对数正态分布。基于SMOTE-Bootstrap的可靠性评价方法避免了传统Bootstrap再生样本过于集中的问题, 可应用于极小子样的可靠性评价。
总剂量效应 Flash存储器 可靠性分析 极小子样 total ionizing dose effect flash memory reliability analysis extremely small sample size
