可靠性不再僅僅以年計(jì)量。用例正在發(fā)生巨大的變化?，F(xiàn)在的汽車在90％到95％的時(shí)間是閑置的，但自動(dòng)駕駛汽車可能只有5％到10％的時(shí)間在閑置。這會(huì)影響電子產(chǎn)品的架構(gòu)和開發(fā)技術(shù)的潛在商業(yè)模式。

隨著邊緣電子設(shè)備變得更加復(fù)雜，人們對(duì)功能性和“足夠好”的定義也有所不同。過(guò)去，如果無(wú)人機(jī)或機(jī)器人上的攝像頭被損壞或弄臟，通常會(huì)被換掉。但隨著邊緣設(shè)備中的電子產(chǎn)品變得越來(lái)越復(fù)雜，可以保證其有足夠功能的條件下，補(bǔ)償已破裂的攝像頭。另一方面，由于更嚴(yán)格的系統(tǒng)容差，在不太復(fù)雜的系統(tǒng)中可被接受的部分在復(fù)雜的系統(tǒng)中可能不會(huì)被接受。

影響老化和質(zhì)量建模的因素比過(guò)去更多。雖然其中一些在開發(fā)芯片時(shí)可能不明顯，但與在PCB上相比，一個(gè)已知良好的芯片與其它芯片封裝在一起時(shí)可能有不同的表現(xiàn)。

整個(gè)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，用例（use cases）在發(fā)生變化。即使在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部也是如此，盡管歷史上在采用新技術(shù)和新方法時(shí)數(shù)據(jù)中心也非常保守。

Helic市場(chǎng)副總裁Magdy Abadir表示：“芯片正在加速老化從而發(fā)生故障。它們時(shí)鐘可能會(huì)缺失或發(fā)生額外的抖動(dòng)，或是發(fā)生電介質(zhì)擊穿。任何時(shí)候都有可能發(fā)生一件什么事讓你擔(dān)心。在偶爾使用電子產(chǎn)品的時(shí)代許多老化模型是先進(jìn)的，但現(xiàn)在芯片一直在運(yùn)行，在芯片內(nèi)部，模塊也在升溫，因此老化加速，而老化的芯片會(huì)出現(xiàn)各種奇怪的現(xiàn)象。許多公司目前還沒(méi)有修改他們的老化模型。他們假設(shè)這些設(shè)備可以持續(xù)三到四年，但它們可能很快就失效?？紤]到從開始設(shè)計(jì)時(shí)的利潤(rùn)就很小，老化可能將他們拋棄?！?/p>

在汽車領(lǐng)域芯片利用率趨勢(shì)也在發(fā)生變化，并且會(huì)持續(xù)到可以取代人類司機(jī)的全自動(dòng)汽車出現(xiàn)的時(shí)候。汽車正在處理越來(lái)越多的數(shù)據(jù)，其中一些從雷達(dá)、激光雷達(dá)和照相機(jī)等傳感器流式傳輸而來(lái)。所有這些數(shù)據(jù)處理的時(shí)間都需要比過(guò)去更短，準(zhǔn)確度更高，這些給電子設(shè)備帶來(lái)了巨大的壓力。

ADAS的首席技術(shù)專家Norman Chang說(shuō)：“與過(guò)去的兩到五年不同，ADAS的可靠性至少為十五年。老化不僅僅指時(shí)間上的老化，也與負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性（NBTI）、與熱量有關(guān)的電遷移率、靜電放電（ESD）和熱耦合有關(guān)?！?/p>

圖1：芯片和封裝的熱建模。

雖然許多汽車一級(jí)供應(yīng)商都構(gòu)建可以承受極端溫度、機(jī)械震動(dòng)和各種噪聲的芯片，但使用較長(zhǎng)時(shí)間的先進(jìn)節(jié)點(diǎn)CMOS從未有過(guò)這類壓力。許多業(yè)內(nèi)人士證實(shí)，汽車制造商正在開發(fā)10 / 7nm芯片來(lái)管理所有這些數(shù)據(jù)，并在前沿節(jié)點(diǎn)工作，避免他們的設(shè)計(jì)過(guò)時(shí)，這些設(shè)計(jì)通常用于近幾代的汽車。問(wèn)題在于實(shí)際數(shù)據(jù)非常少，無(wú)法證明隨著時(shí)間的推移，這些設(shè)備在任何環(huán)境條件下可以可靠運(yùn)行。

Segars說(shuō)：“你必須做不同的設(shè)計(jì)。有一種想法是，你將需要更少的汽車，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)一直處于閑置狀態(tài)。但另一派認(rèn)為自動(dòng)駕駛汽車將跑得越來(lái)越快，也將會(huì)快地磨損，最后所有東西都會(huì)磨損。挑戰(zhàn)在于，確保電子部件不會(huì)比機(jī)械部件先磨損，這就要求設(shè)計(jì)有所不同。這包括從嚴(yán)肅對(duì)待噪聲到減小峰值電流的所有事情?！?/p>

更薄的絕緣層，更薄的襯底