Версия для печати темы

Автор: Arjun Dec 2 2017, 07:50

Привет!

Мы знаем, что электронные схемы могут реально проработать очень долго. Наверное столетия очень многие микросхемы могли бы прослужить..

Вот и вопрос: сколько?

Можно ли прикинуть через сколько лет, например, половина экземпляров "такой-то технологии" должна бы выйти из строя? Ведь есть же какие-то принципиальные ограничения у технологии.. Да и физические и химические процессы в микросхемах наверное ограничивают срок их службы? А какие процессы? И насколько ограничивают?
Можно ли создать микросхему микроконтроллера, который проработает 10000 лет?

Например, какая-нибудь "диффузия" или что-то такое, когда атомы P-N переходов начнут друг в друга проникать или еще что.
А может сами пайки каких-то размеров так уязвимы, или чтото еще может быть (мною сейчас не учтенное).

Оно наверняка зависит от технологии кристалла (толщины и пр.)

И оно наверное должно зависеть от количества элементов в схеме, хотя это уже в принципе и не очевидно: сама "старость" может в итоге и не так зависеть от степени интеграции.
_

Есть ли там наглядные известные "критерии оценок"?
Что скажете?
Можно ли в наше время создать электронную аппаратуру, которая гарантированно проработает 1000 (или даже 10000) лет?
Проводились ли такие исследования по надёжности и "старению" элементной базы?
Если да, то где с ними можно ознакомиться?

Автор: iosifk Dec 2 2017, 08:33

Вообще такая теория существует.
Параметр называется "наработка на отказ". Измеряется в часах. На "ихнем" - MTBF.

Автор: ViKo Dec 2 2017, 08:42

Отказ - это другое, пмсм. Нужно читать понятие "деградация полупроводников". Например, для светодиодов, весьма жизненный вопрос.

Автор: iosifk Dec 2 2017, 09:03

Есть понятие "отказ" о котором спрашивает ТС - "половина экземпляров "такой-то технологии" должна бы выйти из строя". Это приводит к полной или частичной неработоспособности. Например ПЗУ может продолжать хранить информацию, но не стираться. И если для работы изделия требуется обновление ПЗУ, то это воспринимается как "отказ"...
И есть "деградация", это когда характеристики изделия ухудшаются, но оно еще как-то функционирует. Например частичный пробой от электростатики ухудшает входное сопротивление усилителя. Про светодиоды - рассказали.

Автор: ViKo Dec 2 2017, 09:55

Это у советских инженеров понятия "наработка на отказ" и "выход из строя" слились воедино. Первое измеряется средним временем, когда случается сбой (MTBF). Но после сбоя изделие может работать дальше. А выйти из строя может необратимо. Но и его после ремонта можно продолжить использовать. Топикстартер же спрашивает, когда изделие прекратит функционировать или не будет соответствовать заданным характеристикам вследствие "естественного старения". Оно наступит гораздо позже MTBF.

Автор: iosifk Dec 2 2017, 10:17

не совсем верная терминология.
Отказ - это прекращение выполнения функции. Невосстанавливаемое событие.
Сбой - это то событие, когда изделие продолжает выполнять свои функции. Например сбой по каналу передачи приводит к перезапросу данных. И такое событие может наступить в любой момент времени и определяется только уровнем помех в канале и более ничем. И уж никак не связано со старением. И это никак не связано с MTBF. Хотя со временем характеристики приемника могут ухудшиться.
Фраза "Но и его после ремонта можно продолжить использовать" - годится только для "восстанавливаемых" изделий, которые могут быть отремонтированы в процессе эксплуотации. Например, горячая замена плат в телефонной станции. А "невосстанавливаемые" изделия после отказа прекращают работать полностью...

Правда можно еще сформулировать "частичный отказ". Это когда отказывает часть изделия, но само изделие продолжает функционировать в деградированном состоянии. Например у меня было задание на разработку аппаратуры управления стрелками и светофорами. С вероятностью "опасного отказа" в 10^-12. При этом при отказе одного из каналов вводился в работу холодный резерв и в таком состоянии аппаратура должна была отработать не менее 12 часов.

Автор: Bulaev Dec 2 2017, 11:12

Мы в нашем испытательном центре постоянно проводим испытания на безотказность и сохраняемость микросхем. Что конкретно Вас интересует? Механизмы деградации? Они известны. Пробой подзатворного диэлектрика, смещение пороговых уровней, электромиграция. Со временем изменяются параметры как самих транзисторов, так и межсоединений.

Автор: EUrry Dec 2 2017, 11:26

Начинают обычно с терминологии - ГОСТ 27.002-2015. А далее в каждой области техники поломано много копий на эти темы, написаны ОСТы, методы и т. д.

Автор: Arjun Dec 2 2017, 11:36

Помните же как в фантастических фильмах.
Мы прилетаем на какую-то планету.
А там осталось оборудование от какой-то древней цивилизации, жившей на этой планете миллионы лет назад.
Ну мы его включаем и оно, сука, работает.

Сейчас нам такие технологии еще не доступны?

Ну чтоб типа капсулу для потомков оставить и чтобы потомки даже через сотни тысяч лет смогли бы включить и посмотреть видео про нашу сегодняшнюю жизнь.

Наши технологии пока не позволяют делать такие электронные устройства, которые сохранят работоспособность и через 1000 лет?

Или более приземленные потребности. Например мы посылаем челнок к ближайшей звезде.
И он будет лететь сотни лет. И нужно чтобы все эти сотни лет электроника продолжала функционировать.
Это в наше время возможно?
Есть такие технологии?
Где про это почитать?

Именно так. Интересуют именно процессы постепенного старения вызванные постепенной диффузией и т.п.

Ну вот допустим есть партия исправных микросхем. И её хранят в нормальных условиях.
Через какое примерно время половина их них будут не работоспособны?

Автор: iosifk Dec 2 2017, 11:37

Да без проблем. Я как раз сейчас дома на кухне такой блок дорабатываю...
Если произведете оплату сегодня, то уже через 10 тыс. лет можете свободно забрать самовывозом...
Вам как корпус покрасить? Серо-белый или черный?

Автор: Arjun Dec 2 2017, 11:40

Очень интересно. А как бы почитать Ваши материалы?
Интересует можно ли сделать устройство, которое будет работать 1000 лет?


Это шутка?
Сарказм?
А как на самом деле Вы думаете?
Пока что наши земные технологии не позволяют делать электронную аппаратуру на полупроводниках, которая проработает сотни и тысячи лет?

Автор: ViKo Dec 2 2017, 11:51

Что не работает, то не портится. Во всяком случае, портится намного медленнее.

Автор: Arjun Dec 2 2017, 13:11

Есть какие-то конкретные цифры?
Микросхема может сохранятся 1000 лет?

Вообще, есть ли на земном шарике электронные системы в описании которых черным по белому написано "срок службы - не менее 500 лет"?

Автор: Abell Dec 2 2017, 13:28

Где-то в интернетах писали о найденной древнешумерской батарейке - мол, добавили воды, и появилось электричество.
Включаем, и оно, собака женского рода, работает - не то?
Археологи бают, что те же древние египтяне электричеством не пренебрегали, освещали свои гробницы электрическими лампочками:
http://electronix.ru/redirect.php?https://www.youtube.com/watch?v=d9OJFY9pTJY
За неандертальцев, майя, ацтеков и остров Пасхи не знаю, впрочем - все они, древние цивилизации, плохо кончили, остались лишь иероглифы да иконки на стенах. Может, тоже компьютеры в свое время изобрели, на том и конец им пришел

Автор: _4afc_ Dec 2 2017, 13:54

Тадахиро Курода создал микросхему памяти со сроком службы 1000 лет.
Профессор электротехники Университета Кэйо в Японии изобрел то, что он называет «цифровым Розеттским камнем», — беспроводную микросхему памяти, запечатанную в кремний, которая, по его словам, может хранить информацию в течение тысячи лет.

А вообще уже была тема на этом форуме про то можно ли создать прибор со сроком службы 1000лет...

Автор: blackfin Dec 2 2017, 13:56

У Туамосеса очень плохая память. Он не то что темы, он логины свои постоянно забывает..

Автор: novikovfb Dec 2 2017, 14:42

Не всегда. Электролитические конденсаторы без поляризующего напряжения деградируют.

Автор: Arjun Dec 2 2017, 14:52

ссылка есть?

Автор: _4afc_ Dec 2 2017, 19:52

http://electronix.ru/redirect.php?https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=131956

Автор: Arjun Dec 3 2017, 16:21

Спасибо! Ознакомился. Но там почти что один оффтоп. Никакой конкретики

Автор: krux Dec 3 2017, 17:21

ну а что вы ожидали?
современная наука убеждает нас в том, что
единичное событие - случайность
случившееся дважды - совпадение
и лишь трижды - закономерность.
т.о. современная наука, для подтверждения срока жизни (причем неважно какого, полупроводникового или нет) устройства, требует, чтобы хотя бы наблюдения (не говоря уже про испытания) были произведены минимум трижды, т.е. требуется промежуток времени в 3000 лет.

предложу вспомнить, когда был изобретен полупроводниковый транзистор.

зы. "искусственное старение" полупроводников предполагает облучение, что не соответствует естественному "комнатному" режиму хранения/эксплуатации, т.е. метод годится для прогноза на десятки, но отнюдь не на сотни или тысячи дет.

Автор: x736C Dec 3 2017, 18:33

Опытные разработчики поправят, если ошибаюсь. Но я где-то читал, что в изделие с приемкой не устанавливаются ИМС происхождения старше 10 лет, а подлежат утилизации. Возможно, это связано не с наработкой на отказ, а с какими-то организационно-административными причинами, если так можно выразиться. А возможно, это просто неправда. В любом случае, микросхема начинает процесс старения с момента своего появления и в выключенном состоянии.

Автор: Arjun Dec 3 2017, 19:08

Естественно. Диффузия идет даже если микросхема не работает

Автор: novikovfb Dec 4 2017, 05:39

Кроме гарантийной наработки есть еще паяемость. Брать на себя ответственность за возможно некачественную пайку вряд ли кто согласится, проще утилизировать.

Автор: x736C Dec 4 2017, 16:01

Да тут уже все давно регламентировано. ИМХО это не вопрос согласия. Но аргумент понятен.

Автор: Itch Dec 5 2017, 09:42

В даташите на EEPROM AT24C32 пишут, что информация хранится 100 лет. http://electronix.ru/redirect.php?http://www.atmel.com/images/doc0336.pdf
А значит и вся остальная обвзяка в микросхеме будет работать как минимум столько же. Смею предположить, что микроконтроллер старой серии с толстым техпроцессом отработает также минимум 100 лет.

Можно раз в 100 лет просыпаться, и перезаписывать инфу в резервную микросхему + ECC.

Автор: _Desh_ Dec 7 2017, 19:02

Осталось только изобрести такой элемент питания, который проработает 100 лет, чтобы в нужный момент прибор проснулся, и дело в шляпе.

Автор: vladec Dec 8 2017, 07:53

Плутониевая батарея

Автор: ViKo Dec 8 2017, 08:17

http://electronix.ru/redirect.php?https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D1%8F%D0%B4%D0%B6%D0%B5%D1%80
http://electronix.ru/redirect.php?https://www.rbc.ru/society/02/12/2017/5a2308549a7947d9ed56b3ee

Автор: Abell Dec 8 2017, 08:59

На ассемблере, что ли?

Автор: ViKo Dec 8 2017, 09:34

Почему нет? Давно было. Главное, летит, собака, картинки снимает и передает. И питания ему хватает, и электронные компоненты его не испортились.