匠芯创芯片设计端严格把控静电可靠性指标，打造“工业级”芯片ESD天花板

时间： 2024-03-18 来源：匠芯创科技公众号

技术问答

芯片是电子产品的核心，为了满足不同应用领域的需求，芯片被分为不同的等级。其中，工业级芯片适用于工业自动化、控制系统和仪器仪表等领域，对芯片的可靠性和稳定性要求较高。这些芯片通常具有更宽的工作温度范围（-40℃至85℃），能够在更恶劣的工作环境下正常运行，如高温、低温、湿度和振动等。

本篇将从静电可靠性入手，解答ArtInChip芯片在静电相关验证项目的成果，打造“工业级”芯片ESD天花板。

1、静电可靠性

电子产品无法忽视的指标

对于芯片来说，其可靠性可初略分为静电可靠性、生产制造可靠性、寿命可靠性。

静电可靠性的相关验证项目，主要包含HBM (Human Body Model，人体对产品静电放电模型)、CDM（Charge Device Model，产品带静电对外放电模型）、LU(Latch-Up，闩锁)。

HBM、CDM是面向半导体器件的静电放电测试模型，用于指导半导体的制造、封测、PCBA加工、装配测试等生产过程中的ESD管控，其管控标准应远低于所有被加工的元器件中最低ESD耐压等级。而在进行产品设计选型时，应尽量选用ESD耐压等级高的元器件，以提高产品的可靠性。

2、静电抗扰度

等级划分及行业标准要求

如表1所示为JEDEC和AEC-Q100标准针对半导体器件HBM的静电抗扰度等级划分，表2所示为针对CDM的静电抗扰度等级划分。而AEC-Q100通常要求HBM通过级别为±2000V；CDM通过级别为±500V，角引脚±750V。

表1：HBM静电抗扰度等级划分

表2：CDM静电抗扰度等级划分

3、精密防护

匠芯创打造“工业级”ESD天花板

ESD可能会发生在I/O与电源、地之间，可能会发生在不同的I/O之间，也可能出现在电源和地之间，因此对于ESD保护电路的设计需要考虑所有可能发生ESD的情形。有一种常见的芯片ESD设计方案，没有直接的电压钳位保护结构，而是利用全芯片整个电路的阱与衬底的接触空间作为ESD电流泄放通道，这种方案成本较小但静电性能有限。

为了显著提高芯片的ESD防护水平，匠芯创在芯片ESD设计上从整个芯片防护及可能发生的ESD情形考虑。每个I/O电路中设计相应的ESD保护电路包含二极管、MOS管、静电泄放器的组合，在发生ESD时能提供电源到地直接低阻抗电流泄放通道；并在合适的位置增加芯片电源和地引脚数量，有效增强抗ESD能力；此外严格把控版图设计，避免出现ESD薄弱环节。

匠芯创D21x、D13x、D12x系列产品在静电可靠性项目测试结果表现十分抢眼，远超行业标准要求。其中，在HBM项目上至少通过±4kV Class-3A级别，超出AEC-Q100要求的±2kV Class-2级别；在CDM项目上至少通过±750V C2b级别，超出AEC-Q100要求的±500V C2a级别。

表3：匠芯创产品在静电可靠性项目测试结果

4、严控成本

匠芯创板级ESD兼具性价比优势

在板级ESD方面，通常严格、完善的ESD设计意味着成本的增加。

基于匠芯创系列产品设计的两层板EVB方案，能达到接触放电±6kV工业三级以上级别，不需要过多的防护器件及增加板卡层数，在满足工规行业静电可靠性的同时，还能大大降低成本和设计复杂度，极具性价比。

关于匠芯创科技

广东匠芯创科技有限公司，立足于RISC-V SoC芯片设计、工业控制、多媒体人机交互、人工智能等核心技术，致力于成为世界一流的泛工业应用芯片解决方案供应商。

公司创始团队历经多次创业成功，具有丰富的公司管理、团队管理以及企业成功上市经验。公司核心成员在多媒体、人工智能、通信、存储、SoC芯片设计等方面具有丰富经验，曾经设计的多种芯片产品获得全球市场份额第一。

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型号- 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选型指南 - AIT - 2019年Q2 PDF 中文下载

科普：芯片为什么那么难造？

数字时代，我们所有人的生活都离不开芯片。我们的电脑、手机，乃至出行的汽车上，都装有大量芯片。只要有一个芯片无法正常工作，都会影响到我们的生活，轻则手机失灵，重则汽车失控……在享受芯片便利的同时，我们有没有想过芯片为什么对数字时代如此重要？它的开发和制造又为什么这么困难？这还要从芯片的历史说起。

技术探讨发布时间 : 2024-09-12

航顺芯片（HANGSHUN）32位MCU/存储/LCD驱动/电源管理产品选型指南

目录- 公司介绍 32位MCU 应用方案存储电源管理 LCD/LED液晶显示驱动

型号- HK32ASAFE010RBT6,HK6206XX系列,HK32F04AKBT6A,HA030系列,HK32F04AC6T6A,HK32F051RBT6,HK24C64,HK70XX,HK32ASAFE010GBU6,HK32E032R4T5,HK24C128,HK32F031C4T6,HK32L031K4U6H,HK32F103RET6,HK32U1009VDT6,HK32F072,HK32F0301MJ4M6,HK32L088R8T6H,HK32H3009VET6,HK32F030M,HK32F04AK8U6A,HK32F04AGBU6A,HK24C256,HK32F030系列,HK32F103VCT6,HK32L084RBT6H,HK32HA030C8T6,HK32AUT0103,HK32F072CBU6,HK358,HK32F030MF4U6,HK32F072C8T6A,HK32F030C6T6A,HK32F04AF8P6A,F0301M系列,HK32F031G4U6A,HK78XX,HK32SPIN030K6T6,HK32F031M,HK32F04ARBT6A,HK32F031K4T6A,U3009,HK32F04AK8U6,HK32L051K6T6H,HK32F04AFBP6A,HK32F031C4T6A,HK32F0301MD4P6,HK32F072CBT6,HK32F04AF6P6,HK32F031F6P6,HK32F072CBT6A,HK32ASAFE010,HK32L031K4T6H,HK32U1009VET6,HK32F0301MD4P6A,K32F030K6T6,AL03X系列,HK32F103VDT6,HK32F072R8T6,HK32ASPIN010RBT6,HK32ASPIN010GBU6,HK32F030C8T6,HK32L052K6T6,HK32F04AK8T6A,HK32L052K6U6,HK32L088C8T6H,HK25Q16,HK32F072C8U6A,HK32L083RBT6,HK32F39ARCT6,HK32F04AK8T6,HK32F04AC4T6,F030M系列,HK32L052K6U6H,HK32F103C8T6,HK32U3019RCT6,HK32ASPIN010,HK32F031K4U6A,HK32F103C8T6A,HK78LXX系列,HK32L051K6U6H,HK32L084CBT6,E032X系列,HK32F030MF4P6,HK32F39A,HK32ASAFE010KBU6,HK4054,U1XX9系列,HK32F04AR8T6A,HK32F042RBT6,HK3 2ASAF EO10 KBT6,E032X,HK32AUTO103CCT7,HK32F030R8T6A,HK32L0,HK32SPIN030F6P6,HK32F031C6T6,HK32F103RCT6,HK24C16,F04A,HK32F030,HK32L084CBT6H,HK32H3009VCT6,HK32F04ACBT6A,HK32F04AK6T6A,F103系列,HK32H3009RET6,HK32W030KEU6,HK32F0301MF4P6A,F030,F031,HK24C32,HK1117-XX系列,HK32F031F6P6A,HK32F04AF4P6A,HK32ASAFE010KBT6,HK32T088C8T6,HK73XX系列,HK393,HK32L063C8T6,F39A,HK32F030MF4U6A,HK32F031G4U6,HK4056,HK4057,HK32ASPIN010CBT6A,HK32F031K6U6A,HK6206XX,HK32ALG31X,HK32L088C8T6,HK32F04AK6U6,HK32F04AC8T6A,HK32F030MG6U6A,HK32ASPIN010KBU6A,HK32F04AR8T6,HK32F04AF4P6,HK32L088R8T6,HK32ASAFE,HK32F04AG8U6,HK32L051K6T6,HK32F072C8U6,HK32F103RDT6,HK32F030K6T6A,HK32F04AG8U6A,HK32F051,HK32F04AKBU6A,HK32H3009VDT6,HK32ASPIN010KBU6,HA030,HK32F04AK6T6,HK32F030C6T6,HK25Q128,HK32F04A,HK32F0301MF4U6,HK32L051K6U6,HK32HA030,HK24C512,HK78XXCV系列,HK32F072C8T6,U3009系列,HK32W020KEU6,HK32ASAFE010FBP6,HK75XX,HK32L083R8T6,HK32U1009,HK32F042,HK32F031G6U6A,HK32F030MJ4M6A,HK32L084C8T6,HK32ASPIN010KBT6,HK32AUTO103CET7,HK32F031C6T6A,HK32F042R8T6,HK32F042CBT6,HK32F031K4T6,HK32F030MG6T6A,HK32ASPIN010KBT6A,HK32HP103RET6,HK32F0301MF4P6,HK32AUTO103RCT7,HK32F103V8T6A,HK32F051C8U6,HK32HP103,HK1381,HK32HA030RBT6,HK32F051R6T6,HK78MXX系列,HK32F030K6T6,HK32L084RBT6,HK32L031K4T6,HK32F030MD4P6A,HK32H3009RCT6,AL03X,HK25Q64,HK32F103,HK32F39AVDT6,HK32L051C8T6,HK32F031K4U6,HK32F042CBU6,HK32L051C8T6H,HK32F051C8T6,I1K24C256,F0301M,HK32F103RBT6A,HK32F0301MJ4M6A,HK32ALG31G8U6,HK32ASPIN010GBU6A,HK32F030R8T6,HK32F031G6U6,HK1117-XX,HK32L031K4U6,F031系列,HK32U3019VDT6,HK32F030MD4P6,HK32F04AK4U6,HK32F04AC4T6A,HK32ASPIN010FBP6,HK32ASPIN010FBP6A,HK32T088,HK73XX,F04A系列,HK32F04AG6U6,HK32F103CBT6A,HK78XX系列,HK32F030F4P6A,HK32SPIN,HK32U1009RCT6,HK32F103RBT6,HK32ALG31H8U6,HK25Q80,HK32F04AG4U6A,F030M,HK32F04AK6U6A,HK32T088RBT6,HK32F04AK4T6,SPINM3,HK32F0301MF4U6A,HK32E032,HK32H3009RDT6,HK32F030C8T6A,SPINM0,HK32F39AVET6,HK4558,HK32F04AC8T6,HK24C08,HP103系列,HK24C02,HK78LXX,HK32L063C8T6H,HK32ALG3,HK24C04,HK78XXCV,HK32H3009,HK32F031K6T6A,HK32U3019VET6,F030系列,L08X系列,HK32F051CBU6,HK32HP103RCT6,HK32F1030C8T6,HK32F031K6T6,HK32L083R8T6H,HK32AUTO103RET7,HK32ASAFE010CBT6,HK32F051R8T6,HK32F042C8T6,HK32F072CBU6A,HK32F072RBT6A,HK32F0301M,HK32U1009RDT6,HK71XX系列,HK32SPIN030G6U6,HK32F04AG6U6A,HK32U3019,HK32F030MJ4M6,HK32F103VET6,HK32F04AK4U6A,HK32HP103CET6,HK32F051CBT6,HK32W0XX,HK32F031K6U6,L08X,HK32W030CEU6,K32F04AF8P6A,HK32F39ARDT6,HK32F042C8U6,HK32F0301MG6U6A,HK32F031F4P6,HK78MXX,HK32L052K6T6H,32SPIN030C8T6,HK32F103C816,HK32ALG31K8U6,HK25Q32,F39A系列,HK32U3019RDT6,HK32F030F4P6,HK32F04AG4U6,HK32F103R8T6A,HK32F4,HK32L083RBT6H,HK32F103VBT6A,HK71XX,HK324,HK32U1009RET6,HK32F072RBT6,F103,HK32W0,HK32F072R8T6A,HK25Q40,HK32U1009VCT6,HK32F04AF8P6,HK32F1,HK32F0,HK32F04AK4T6A,HK32F3,HK75XX系列,HK32F072V8T6,HK32ASPIN010RBT6A,HK32F103系列,HK32F39AVCT6,HK32F103CBT6,HK70XX系列,HK32F39ARET6,HK32F031F4P6A,HK32F04AF6P6A,HK32F04AC6T6,HK32F103R8T6,HK339,HK93CXX,HK32F030MF4P6A,HK32U3019VCT6,HK32F0301MG6T6A,HP103,U1XX9,HK32ASPIN010CBT6,HK1621B,HK32U3019RET6

选型指南 - 航顺芯片 - 2022/2/25 PDF 中文下载

基于RK3588芯片设计的人工智能边缘计算网关DSGW-380，具有强大的计算和兼容性

AI边缘计算工业网关是一种用于工业环境的边缘计算设备，旨在将人工智能算法和数据处理能力引入工业场景中。它通常具有强大的计算能力、丰富的数据接口和工业级的可靠性。DSGW-380是一个基于RK3588芯片设计的人工智能边缘计算网关，具有强大的计算和兼容性特点。

产品发布时间 : 2023-11-03

面向半导体客户的创新型产品解决方案：瓦克成功开发供高性能芯片使用的新型特种硅烷

瓦克拓展面向半导体工业的专业产品组合，成功开发出一种新的供高集成型存储芯片和微处理器生产使用的前驱物。相应电脑芯片可用于需要完成高度复杂的计算任务的领域，如，人工智能、云计算等。该前驱物是一种新型硅烷，可在半导体生产中用于化学气相沉积。它能够与晶片表面发生反应，形成极薄的、介电常数低的绝缘层，以屏蔽对安装在密集空间中的导轨及其它元件的电磁干扰，确保高集成型芯片无中断地可靠运行。

产品发布时间 : 2024-09-12

艾诺半导体（EINNO）集芯片设计，SiP封装，系统应用和市场销售于一体，产品拥有自主知识产权，专注于高可靠性、高一致性高性能电源管理，是国内首家可覆盖全温域测试的厂家。公司产品系列主要有：超高集成度SiP电源模块，超低噪声电源转换器，负载点电源芯片，多相宽压电源控制芯片以及智能功率级芯片SPS。

控制器芯片智能功率级芯片负载点电源芯片功率模块 SiP电源模块

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广东匠芯创科技有限公司，作为中国工业控制芯片的研发企业，立志成为世界一流工业应用芯片方案领导者。公司创始团队历经多次创业成功，具有丰富的公司管理、团队管理以及企业成功上市经验。公司核心成员在多媒体、人工智能、通信、存储、SoC芯片设计等方面具有丰富的经验。

MPU 人机交互MPU MCU 微处理器 RISC-V芯片 HMI SoC芯片工业控制SoC芯片工业实时以太网芯片

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时钟芯片在人工智能领域的应用

时钟芯片是一种微电子设备，用于产生精确的时间信号。人工智能（AI）作为当今科技领域最热门的技术之一，正在逐步渗透到我们的日常生活中。在这个过程中，时钟芯片的应用起到了不可忽视的作用。本文赛思将详细探讨时钟芯片在人工智能领域的应用及其潜力。

技术探讨发布时间 : 2024-09-05

唯创知音（waytronic）语音IC/模块选型指南

目录- 关于唯创知音芯片选型表新产品介绍播放类播放类（工业级语音芯片) 大功率语音芯片语音及固件下载更新标准方案扩展语音芯片多媒体芯片（工业级) 多路混音芯片录音芯片蓝牙芯片语音识别芯片存储器功放芯片传感器驱动芯片开发流程 MCU+标准功能(代码) 语音及固件更新下载标准方案配套工具

型号- WTV380QFN32,WT2801,WT588,WT588SXX-16S,WT588F02B-16S,WTK6900H-CQFN,WT8509,WT1312,WT2800,WT5880D系列,WT588FXXB-8S系列,WT0034A,WTR,WT2000T-QFN32N,WTV-VSB,WTV,WT8871,WT588FXXA-8S,WTU,WT2000T系列,WT25Q128X-8S,WT2605X,WTN6040F-8S,WT2605系列,WT2003HXX-16S,WT2003HXX-32NQFN,WT系列,WTR096,WT2605X B02,WT2605X B03,WTK6900H-C系列,WT2003HXX-32N,WT2605X B04,WT588F02KD-24SS,WT2605X B05,WT2000T-52N,WTR096A-16S,WT-FLASH系列,WT2003,WT2605C,TV600,WT8623,WT2003系列,WT2605-24SS,WT2003H系列,WT2000T-QFN52,WTK6900H-M01,WT-FLASH,WTK6900F-C,WTVXXX-SOP8,WT2801系列,WT588FXXA-8S系列,WT2800系列,WT200,WT2003HX-32N,WT588E系列,WT2003HXX-24SS,WTK6900系列,WT2605X-24SS,WTK6900F-C-24SS,WT2605C-32N,WTR系列,WTK6900G系列,WTV系列,WT25QXX系列,WT2003HX-16S,WTR096系列,WT25QXX,WT588F02BP-14S,WT588F,WT2003HM16,WTVXXXB-QFN32,WT588E,WT25Q16X-8S,WTK6900G-M,WTK6900H-B系列,WT2605C-24SS,WTN6,WT2605X-32NQFN,WTVXXX-P,WTU201F2,WT588S,WTK6900F,WT588FXX-8S,WTK6900G,WTK6900H,WT8002,WT2801A-32N,WT2003HM05,WTVXXX,WT25Q,WT2003H,WTK6900H-24SS,WT2605C-QFN32,WT588FXXX-8S,WT2605,WT588F系列,WT2605C-32NQFN,WT2003HM01,WTVXXXB-SOP8,WT2000T-32NQFN,WT2003HM02,WT2003HX-24SS,WT2003HM03,WTV380,WT0031,WTK6900G-24SS,WT2000T-QFN52N,WTN6XX-8S,WTU系列,WT0035,WT2003H4,WT5880D,WT0033,WT2605C系列,WT0032,WT8673,WT588F02A-16S,WT2605D-24SS,WT2605B05,WT 系列,WT2605B04,WT2000T-52NQFN,WT2605B03,WT2605B02,WT2003HP8-QFN32,WTXXX,WTV890,WT2000T-32N,WTVXXX-8S,WT2003HX,WTR096A-24SS,WT0024,WT8302,WT0023,WT0022,WTVXXX8系列,WT0021,WTU609F4,WTK6900H-A,WT588FXXB-8S,WT588E02B-8S,WTVXXXM06,WTVXXX-VSB,WTK6900H-B,WTN6040FP-14S,WTK6900H-C,WTR096A-28SS,WTV600,WT588F02B-8S,WTN6系列,WT588FXXX-16S,WTU506F8,WT2605X-32N,WT588F02KD,WT2003H-16S,WTVXXX系列,WT25Q64X-8S,WTK6900H-C-24SS,WTVXXX8,WT2801A-24SS,WTVXXX-PQFN,WT25Q系列,WT4890,WT588S系列,WT25Q32X-8S,WT588系列,WTK6900,WT480,WT9110B,WTN6040F,WTV390,WT25Q128×-8S,WT2003HB01,WT2003HB02,WT2003HB03,WTN6XXX-8S,WT2000T,WT2605-16S,WT2003H-25SS,WT2000T-QFN32,WT2605D-32N

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