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什麼影響了半導體器件的壽命?
送交者: tend 2006年11月18日13:48:54 於 [五 味 齋] 發送悄悄話

有人說當CPU在高溫下工作時,會影響CPU的壽命,這顯然是外行的感知知識。

半導體器件的材料物性會隨着工作時間往壞的方向發展,一般來說,工作溫度越高,變壞的速度就越快。從這一點上來說,高溫確實影響半導體器件的壽命。

但是,這種影響太微不足道了。目前還沒有半導體是因為這個原因失效的。

原來影響半導體壽命的元兇是熱疲勞破壞。因為半導體硅片要跟另外一種材料結合(substrate)通過I/O接點把電源通訊接口引出來,而硅片跟subtrate的熱膨脹係數是不同的,當這個元器件經歷一個從高溫到低溫的過程時,I/O連接點就要經歷一個剪切受力過程,這一過程簡稱一個熱周期。當熱周期達到一定值時,I/O連接點就壞掉了,這個半導體壽命也就到了。半導體的壽命設計指標就是以熱周期為準的。

由此可見,如果一個半導體器件一直處在恆溫下,它的使用時間會大大延長,因為他幾乎就沒有經歷熱周期。

對於電腦來說,一個比較正式的熱周期是一次開關。在每一個熱周期內部,還有一些小的類似周期的波動,比如CPU full load 到idle時,溫度會有些變化,這也會造成I/O的熱疲勞。

如果你想要延長電腦的使用壽命,最好的辦法是永不關電腦。你發現沒有,公司的電腦是從不關的,硬件的故障率比家用的低多了。

當然你要考慮電耗,所以關電腦也未嘗不是一個好習慣。CPU的設計熱周期一般在3000以上,也就是說,每天開關一次,大概可以用10年。

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