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芯片集成电路电磁兼容测试技术 摘要：当今，集成电路的电磁兼容性越来越受到重视，芯片电磁兼容(EMC)技术关乎整机电子系统及其周围电子器件的运行的安全可靠性，电磁兼容性。电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范，降低电磁发射和增强抗干扰能力, 集成电路（IC）的电磁兼容性（EMC）的测试方法正受到越来越多的关注,文章基于国内外资料调研和课题组的研究成果, 介绍了器件级(IC)EMC测试方面的发展现状，测试标准， 详细介绍了器件级(IC)主要的电磁兼容测试方法。 ????????关键词：标准 集成电路 电磁兼容 电磁辐射 GTEM小室 TEM小室 1、集成电路电磁兼容项目背景 近年来，世界范围内电子产品正在以无线、便携、多功能和专业化的趋势快速发展，集成电路在数字电子产品与电子系统中越来越重要，使用的程度也在随着集成电路产业的发展不断加深，从摩尔定律提出至今，集成电路就基本保持每2年集成度翻一倍、但是价格却减半的发展趋势。尤其是近些年来，IC 芯片的频率越来越高，所集成的晶体管数目越来越多， IC芯片自身的供电电压越来越低，加工芯片的特征尺寸进一步减小，越来越多的功能，甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中。 图1? IC发展总体趋势 图2 IC性能发展趋势 根据SEMI的分析报告，全球半导体市场从2015到2025年的预期份额，包括了各类型芯?所占的份额。相?2015年的3427亿美元，预计在2025的市场份额将会达到6556亿美元，复合增长率为6.7%。集成电路的快速发展，这为集成电路的大范围、多层次应用奠定了基础。尤其在消费类产品领域，这种发展趋势尤为明显，各种数码类产品的普及就是很好的说明。 图3各类型芯?所占的份额 图4? 各尺寸芯?所占的份额 这种快速发展也造成了电子系统电磁兼容性问题的日益突出，芯?复杂性、IO口的数量、?作频率、瞬态电流都会有所增加，这些发展均使得芯片级电磁兼容显得尤为突出，更高的集成度和使用密度，是片内和片外耦合的发生几率大大提高。在电子产品和电子系统中，通常集成电路是最根本的骚扰信号源，它把直流供电转换成高频的电流、电压，造成了无意发射和耦合。而当其输入或供电受到干扰时，误动作的可能性将大大增加，甚至造成硬件损坏。 这种情况下，如何衡量集成电路电磁兼容性的问题日渐凸显起来。测试标准和测试方法，将作用于集成电路的设计、生产、质量控制、采购乃至应用调试等诸多方面，成为整个集成电路相关产业的关注焦点。 2、集成电路电磁兼容测试描述 IC 芯片在电子设备内部大量使用，是电磁噪声产生的根源。这些噪声经IC 的电源与I/O线、PCB板上的走线以及互联的外接电缆，以传导或者辐射的方式发射出来，对周围环境或设备造成影响，从而产生电磁干扰问题。反之，外界的电磁骚扰也会以同样的方式进入到设备内部，进而影响芯片的工作，造成芯片的逻辑混乱，产生错误的信号与指令，导致设备的误操作，降低了设备的可靠性，严重的甚至可能使集成电路烧毁，设备无法工作。 图5? EMC干扰路径 目前对 IC芯片的电磁兼容性评估，只有组成系统设备之后才能进行相关的测量，已确认其 EMC 符合性，若不符合要求，则很难确定是 IC芯片、零部件 还是整体设计的问题（例如PCB板设计、布局等问题），只有反复查找、修改，然后再进行产品的检测，可能需要经过多次反复，直到符合要求为止。 集成电路的电磁兼容问题会最终反映在产品的电磁兼容性上，这样就给产品开发设计带来很大的麻烦。很多国内的电子信息制造商均已经意识到这个问题， 为了降低其产品的EMC符合性风险，希望把对产品的EMC要求推导到IC层次，从源头对电磁兼容进行控制。 3、依据标准 1、集成电路电磁兼容标准体系 IC 芯片的EMC 研究在国际上开展较晚，但是发展迅速。最早始于汽车工业的需要，一些 IC芯片制造商为适应这种需求，进行了相关试验方法的研究以及 标准化工作，其中一些标准化组织也出版了有关的 IC芯片电磁兼容标准，例如 美国汽车工程师协会的SAE J1752系列标准、德国电气电子工程师协会的VDEUK 767.14 标准。 随着IC芯片的不断发展，电磁兼容问题将日益受到关注。IEC/TC47/SC47A（半导体器件标准化技术委员会集成电路技术委员会）专门成立了第九工作组， 来负责 IC芯片电磁兼容标准的研究与制定，并出版了一系列电磁兼容测量标准。 研究IC 芯片的电磁兼容测量涉及到两个方面： 1）电磁发射：主要研究 IC芯片产生的骚扰信号以传导/辐射方式对其它器 件的影响。IC发射是由于内部快速的电压/电流变化产生的，这些变化在IC芯片内/外部激励出射频电流，并以传导方式通过芯片管脚在PCB上形成传导回路，这些回路可看成发射环天线，并辐射电场与磁场。 2）电磁抗扰度：主要研究