數位電路中，半導體元件會因高頻而疲勞損壞嗎？

1樓：

有一點可能，不過一般來說先損壞的是金屬導線而不是器件。

積體電路設計有乙個非常重要的問題，叫電遷移（Electromigration，簡稱EM）。電遷移指的是電路中的原子（主要是金屬）在電流的作用下會發生移動，所以積體電路中的金屬導線會在電流作用下越變越細，在長時間大電流工作下最終會斷掉。

對於數位電路來說，導線上經過的電流是給負載電容進行充放電讓負載端電位發生翻轉。在電路功能（決定電容翻轉概率）、器件與金屬線尺寸（決定負載電容大小）和工作電壓不變的情況下，流經金屬線的均方根電流正比於工作頻率。

而且更高的頻率會導致更大的發熱，電遷移對溫度非常敏感，十度的公升溫就可能讓電遷移惡化30%以上。

所以工作頻率越高，電路中金屬導線承受的電遷移壓力就越大，有可能超出設計冗餘提前損壞。

不過商業晶元的電遷移設計壽命一般有10年以上，想短時間內弄壞也是挺難的……畢竟頻率提得太高肯定是先滿足不了時序約束導致電路無法正常工作，而不是出現物理損傷。