静电放电与电迁移

静电放电和电迁移听起来可能相似，但涉及两种不同的物理现象。

静电放电（ESD）

ESD是在两点之间（通常是暂时的）电位差较大时在任意两点之间流动的大电流。用半导体术语来说，可以说在某种程度上在MOS器件的栅极和源极之间施加了很大的电势（通常是地电势），这可能会破坏晶体管的二氧化硅。二氧化硅控制着重要的参数，例如晶体管的阈值电压（Vt），任何物理损坏都会影响设备的功能，进而影响整个SoC的功能。

• 仅由于ESD，半导体行业就蒙受了数百万美元的损失，因此，在运送部件时，每个IC都必须格外小心地包装，并与外界隔离。
• 此外，在研究中心、大学或公司的实验室工作时，要注意避免在任何实验室设备上多余电势的堆积。理想情况下，应该为所有可能积聚电荷的设备设置单独的接地，即使它可能只有金属针那么小。不要徒手触摸任何IC的插脚，因为我们的身体会积聚足够的电位，特别是像手指这样的四肢。此外，工程师们穿着特别设计的衣服，确保任何产生的电荷都被释放回地面!
• 像FPGAs这样昂贵的芯片通常都有内置的二极管保护装置，这种二极管具有高浪涌能力，可以保护芯片免受ESD的伤害。

注意ESD是一个单一时间事件。它可能发生在运输的时候，也可能在你使用设备的时候。

电迁移（EM）

假设设备长时间运行。并且在设备中的某些区域中，电流密度非常高。这些电子具有取代器件原子的倾向这可能在某些区域产生空隙，在其他区域产生堆积。
电迁移（EM）是一种分子位移，是由于导电电子和离子在一段时间内的动量转移而引起的。当电流密度较高时会发生这种现象，这会导致金属离子向电子流方向漂移。EM通常发生在现场设备部署多年之后。

由于电迁移效应，金属线可能会爆裂并短路。EM会增加导线电阻，这会导致电压下降，从而导致设备降速。由于短路或开路，它还可能导致电路永久性故障。EM进入带温度的正反馈回路（焦耳加热）。

请注意，与ESD不同，EM是一种渐进现象。这是您在一段时间内看到设备性能下降或设备功能故障的主要原因。

EM可以通过以下方法缓解：

• 降低或分配金属线中的电流密度。
  可以通过增加金属互连的宽度来降低电流密度。
• 线材也会影响电迁移。
  例如：
  与铝线相比，铜线对电迁移的有害影响通常要强4-5倍。