DE102015116094A1 - Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente - Google Patents

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente ist bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Messeinheit, die ausgebildet ist zum Messen einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Verarbeitungseinheit, die ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals.

Description

  • Gebiet
  • Beispiele beziehen sich auf eine Zuverlässigkeitsüberwachung von elektronischen Komponenten und Schaltungen. Insbesondere beziehen sich einige Beispiele auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente. Weitere Beispiele beziehen sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung.
  • Hintergrund
  • Zum Erreichen einer optimalen Performance (Leistungsfähigkeit) kann eine Versorgungsspannung für eine elektronische Komponente (z. B. eine Halbleiterkomponente) oder eine elektronische Schaltung (z. B. eine Halbleiterschaltung) einen nominellen Versorgungsspannungspegel überschreiten. Eine Versorgungsspannung höher als die nominelle Versorgungsspannung kann zu einer reduzierten Lebensdauer der elektronischen Komponente oder Schaltung führen, d. h. eine Zuverlässigkeit der elektronischen Komponente oder Schaltung kann reduziert werden. Zum Beispiel kann für einen Transistor ein Überschreiten des nominellen Versorgungsspannungspegels eine Vielzahl von Degradationsprozessen verursachen und zu einem Transistorverschleiß führen. Der Transistor kann zum Beispiel einer Heiß-Träger-Degradation (HCD; HCD = hot carrier degradation) aufgrund einer Heiß-Träger-Injektion in dem Halbleitermaterial des Transistors, einer Temperaturinstabilität bei Vorspannung (BTI; BTI = bias temperature instability) oder einem zeitabhängigen dielektrischen Zusammenbruch (TDDB; TDDB = time dependent dielectric breakdown) unterliegen.
  • Zum Überwachen der Zuverlässigkeit einer elektronischen Schaltung können Replikaschaltungen, die das Alterungsverhalten (behavior) der elektronischen Schaltung nachahmen, verwendet werden. Allerdings sind Replikaschaltungen ungenau, da tatsächliche Belastungsbedingungen in der elektronischen Schaltung nicht berücksichtigt werden. Dementsprechend tritt eine Überschätzung oder Unterschätzung der tatsächlichen Schaltungsdegradation auf. Für digitale Schaltungen können zeitgebungsbasierte Überwachungseinrichtungen, die den degradationsinduzierten Anstieg von Pfadverzögerungen der digitalen Schaltung messen, verwendet werden. Allerdings kann dieser Ansatz nur für digitale Schaltungen, nicht für eine analoge Schaltungsanordnung, verwendet werden. Ferner messen beide Konzepte nur die Auswirkung der Degradation auf die überwachte Schaltung – eine Vorhersage hinsichtlich der zukünftigen Degradation der Schaltung ist nicht möglich. Dementsprechend können keine präventiven Maßnahmen zum Vermeiden eines Schaltungsausfalls oder zum Verlängern der Lebensdauer der Schaltung ergriffen werden. Somit besteht ein Bedarf für eine verbesserte Zuverlässigkeitsüberwachung von elektronischen Komponenten und Schaltungen.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen
  • 1 ein Beispiel einer Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente darstellt;
  • 2 ein Beispiel einer Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung darstellt;
  • 3 ein anderes Beispiel einer Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung darstellt;
  • 4 ein Beispiel eines mobilen Kommunikationsgeräts, das eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente umfasst, darstellt;
  • 5 ein Beispiel eines mobilen Kommunikationsgeräts, das eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung umfasst, darstellt;
  • 6 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente darstellt;
  • 7 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung darstellt; und
  • 8 ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels eines Verfahrens zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Regionen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
  • Während sich dementsprechend weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, werden einige Beispiele derselben in den Figuren beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, Beispiele auf die offenbarten bestimmten Formen zu begrenzen, sondern im Gegensatz Beispiele alle in den Rahmen der Offenbarung fallenden Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken sollen. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Elemente.
  • Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als „direkt” mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzte Ausdrücke sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen” gegenüber „direkt zwischen”, „benachbart” gegenüber „direkt benachbart” usw.).
  • Die hier verwendete Terminologie bezweckt nur das Beschreiben bestimmter Beispiele und soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Nach hiesigem Gebrauch sollen die Singularformen „ein, eine” und „das, der, die” auch die Pluralformen umfassen, es sei denn im Zusammenhang wird deutlich etwas anderes angegeben. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „aufweisen” und/oder „aufweisend” bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen.
  • Sofern nicht anderweitig definiert besitzen alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden wird, zu dem Beispiele gehören. Weiterhin versteht es sich, dass Begriffe, z. B. die in gewöhnlich benutzten Wörterbüchern Definierten, als eine Bedeutung besitzend ausgelegt werden sollten, die ihrer Bedeutung im Zusammenhang der entsprechenden Technik entspricht, sofern sie hier nicht ausdrücklich anderweitig definiert sind.
  • Nachfolgendend beziehen sich verschiedene Beispiele auf Geräte (z. B. Mobiltelefon, Basisstation) oder Komponenten (z. B. Sender, Sendeempfänger) von Geräten, die in drahtlosen oder mobilen Kommunikationssystemen verwendet werden. Ein Mobilkommunikationssystem kann z. B. einem der Mobilkommunikationssysteme entsprechen, die durch das Generations-Partnerschafts-Projekt der 3. Generation (3rd Generation Partnership Projekt = 3GPP) standardisiert sind, z. B. das Globale System für Mobilkommunikation (Global System for Mobile Communications = GSM), Erhöhte Datenraten für GSM-Weiterentwicklung (Enhanced Data rates for GSM Evolution = EDGE), GSM EDGE-Funkzugriffsnetz (GSM EDGE Radio Access Network = GERAN), Hochgeschwindigkeits-Paketzugriff (High Speed Packet Access = HSPA), Universelles, Terrestrisches Funkzugriffsnetz (Universal Terrestrial Radio Access Network = UTRAN) oder Entwickeltes UTRAN (Evolved UTRAN = E-UTRAN), Langzeitentwicklung (Long Term Evolution = LTE) oder fortschrittliche LTE (LTE-Advanced = LTE-A) oder Mobilkommunikationssysteme mit unterschiedlichen Standards, z. B. Weltweite Interoperabilität für Mikrowellenzugriff (Worldwide Interoperability for Microwave Access = WIMAX) IEEE 802.16 oder Drahtloses, Lokales Netz (Wireless Local Area Network = WLAN) IEEE 802.11, im Allgemeinen jegliches System basierend auf Zeitmultiplexzugriff (Time Division Multiple Access = TDMA), Frequenzmultiplexzugriff (Frequency Division Multiple Access = FDMA), Orthogonalfrequenzmultiplexzugriff (Orthogonal Frequency Division Multiple Access = OFDMA), Codemultiplexzugriff (Code Division Multiple Access = CDMA) usw. Die Ausdrücke Mobilkommunikationssystem und Mobilkommunikationsnetz können synonym verwendet werden.
  • Das Mobilkommunikationssystem kann eine Mehrzahl von Sendepunkten oder Basisstation-Sendeempfängern umfassen, die wirksam sind, um Funksignale an einen mobilen Sendeempfänger zu kommunizieren. Bei einigen Beispielen kann das Mobilkommunikationssystem mobile Sendeempfänger, Relaisstation-Sendeempfänger und Basisstation-Sendeempfänger umfassen. Die Relaisstation-Sendeempfänger und Basisstation-Sendeempfänger können aus einer oder mehreren zentralen Einheiten und einer oder mehreren entfernten Einheiten bestehen.
  • Ein mobiler Sendeempfänger oder ein mobiles Gerät kann einem Smartphone, einem Mobiltelefon, einer Benutzereinrichtung (UE = User Equipment), einem Laptop, einem Notebook, einem Personal-Computer, einem Personaldigitalassistenten (PDA = Personal Digital Assistant), einem Universellen-Seriellen-Bus-Stecker (USB-Stecker) (USB = Universal Serial Bus) einem Tablet-Computer, einem Auto usw. entsprechen. Ein mobiler Sendeempfänger oder Endgerät kann auch als UE oder Benutzer entsprechend der 3GPP-Terminologie bezeichnet werden. Ein Basisstation-Sendeempfänger kann sich in dem festen oder stationären Teil des Netzes oder Systems befinden. Ein Basisstation-Sendeempfänger kann einem Radio Remote Head (entferntem Funkkopf), einem Sendepunkt, einem Zugriffspunkt, einer Makrozelle, einer Kleinzelle, einer Mikrozelle, einer Picozelle, einer Femtozelle, einer Metrozelle usw. entsprechen. Der Begriff Kleinzelle kann sich auf jegliche Zelle beziehen, die kleiner als eine Makrozelle ist, d. h. eine Mikrozelle, eine Picozelle, eine Femtozelle oder eine Metrozelle. Außerdem wird eine Femtozelle als kleiner als eine Picozelle angesehen, die als kleiner als eine Mikrozelle angesehen wird. Ein Basisstation-Sendeempfänger kann eine drahtlose Schnittstelle eines verdrahteten Netzes sein, die ein Senden und Empfangen von Funksignalen an eine UE, einen mobilen Sendeempfänger oder einen Relais-Sendeempfänger ermöglicht. Ein solches Funksignal kann mit Funksignalen übereinstimmen, die z. B. durch 3GPP standardisiert sind, oder im Allgemeinen einem oder mehreren der oben aufgeführten Systeme entsprechen. Somit kann ein Basisstation-Sendeempfänger einem NodeB, einem eNodeB, einem BTS, einem Zugriffspunkt usw. entsprechen. Ein Relaisstation-Sendeempfänger kann einem Zwischennetzknoten in dem Kommunikationspfad zwischen einem Basisstation-Sendeempfänger und einem Mobilstation-Sendeempfänger entsprechen. Ein Relaisstation-Sendeempfänger kann ein von einem mobilen Sendeempfänger empfangenes Signal an einen Basisstation-Sendeempfänger bzw. von dem Basisstation-Sendeempfänger empfangene Signale an den Mobilstation-Sendeempfänger weiterleiten.
  • Das Mobilkommunikationssystem kann zellulär sein. Der Begriff Zelle bezieht sich auf ein Abdeckungsgebiet von Funkdiensten, die durch einen Sendepunkt, eine entfernte Einheit, einen Remote Head (entfernten Kopf), einen Remote Radio Head, einen Basisstation-Sendeempfänger, einen Relais-Sendeempfänger oder einen NodeB bzw. einen eNodeB bereitgestellt sind. Die Begriffe Zelle und Basisstation-Sendeempfänger können synonym verwendet werden. Bei einigen Beispielen kann eine Zelle einem Sektor entsprechen. Zum Beispiel können Sektoren unter Verwendung von Sektorantennen erreicht werden, die eine Charakteristik für ein Abdecken einer eckigen Sektion rund um einen Basisstation-Sendeempfänger oder eine entfernte Einheit bereitstellen. Bei einigen Beispielen kann ein Basisstation-Sendeempfänger oder eine entfernte Einheit zum Beispiel drei bis sechs Zellen betreiben, die Sektoren von 120° (im Fall von drei Zellen) bzw. 60° (im Fall von sechs Zellen) abdecken. Gleichermaßen kann ein Relais-Sendeempfänger eine oder mehrere Zellen in seinem Abdeckungsbereich einrichten. Ein mobiler Sendeempfänger kann an zumindest einer Zelle registriert sein oder derselben zugeordnet sein, d. h. er kann einer Zelle zugeordnet sein, derart, dass Daten zwischen dem Netz und der mobilen Vorrichtung in dem Abdeckungsbereich der zugeordneten Zelle unter Verwendung eines dedizierten Kanals, einer dedizierten Verknüpfung oder Verbindung ausgetauscht werden können. Ein mobiler Sendeempfänger kann somit direkt oder indirekt an einem Relaisstation- oder Basisstation-Sendeempfänger registriert oder demselben zugeordnet sein, wobei eine indirekte Registrierung oder Zuordnung durch einen oder mehrere Relais-Sendeempfänger erfolgen kann.
  • 1 stellt eine Vorrichtung 100 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente 110 dar. Die elektronische Komponente kann im Allgemeinen jegliche Komponente sein, die elektrische Signale empfängt, verarbeitet oder ausgibt. Zum Beispiel kann die elektronische Komponente ein Kondensator, eine Diode, ein Widerstand (resistor) oder eine Zwischenverbindung (z. B. hergestellt aus Metall) sein. Bei einigen Beispielen kann die elektronische Komponente 110 ein Transistor (z. B. ein Feldeffekttransistor oder ein Bipolartransistor) sein.
  • Die Vorrichtung 100 umfasst eine Messeinheit 120 zum Messen einer Wellenform eines Signals 111 bezogen auf die elektronische Komponente 110. Zum Beispiel kann das Signal 111 ein Eingangssignal für die elektronische Komponente 110, ein Ausgangssignal der elektronischen Komponente 110, ein Signal (z. B. ein Strom oder ein Spannungssignal) an einem Anschluss der elektronischen Komponente 110 oder ein Signal (z. B. ein Strom oder ein Spannungssignal) zwischen Anschlüssen der elektronischen Komponente 110 repräsentieren. Wenn die elektronische Komponente 110 ein Feldeffekttransistor ist, kann das Signal 111 zum Beispiel eine Spannung an einem Gate des Transistors, eine Spannung zwischen einem Drain und einer Source des Transistors, eine Spannung zwischen dem Drain und dem Gate des Transistors oder eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors sein. Wenn die elektronische Komponente 110 ein Bipolartransistor ist, kann das Signal 111 zum Beispiel einen Strom an einer Basis des Transistors, eine Spannung zwischen einem Emitter und einem Kollektor des Transistors, eine Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors oder eine Spannung zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors repräsentieren.
  • Die Messeinheit 120 kann jegliches Messgerät sein, das fähig ist zum Messen der Wellenform des Signals 111. Die Wellenform des Signals 111 ist der zeitliche Verlauf des Signals 111. Bei einigen Beispielen kann die Messeinheit 120 somit das Signal 111 abtasten, um Abtastwerte des Signals 111 bereitzustellen (z. B. können die Abtastwerte als digitale Abtastwerte bereitgestellt sein). Ferner kann die Messeinheit 120 bei einigen Beispielen zumindest eines von einer momentanen Flankensteilheit, einer Änderung der Flankensteilheit oder einer Amplitude des Signals 111 detektieren. Bei einigen Beispielen kann die Messeinheit 120 ausgebildet sein zum Klassifizieren einer Wellenform des Signals 111. Zum Beispiel kann die Messeinheit 120 klassifizieren, ob die Wellenform des Signals 111 ähnlich einer Sinuswelle oder einer Rechteckwelle ist. Die Wellenform des Signals 111 kann es erlauben, einen momentanen Zustand der elektronischen Komponente 110 innerhalb eines Zuverlässigkeitsmodells der elektronischen Komponente 110 genau zu betrachten. Zum Beispiel kann eine Rechteckwellenform des Signals 111 eine fortgeschrittenere Degradation der elektronischen Komponente 110 anzeigen als eine Sinuswellenform des Signals 111. Bei einigen Beispielen kann die Messeinheit 120 die Funktionalität eines Oszilloskops aufweisen. Zum Beispiel kann die Messeinheit 120 als ein chipintegriertes Oszilloskop auf einem Halbleitersubstrat bereitgestellt sein, das die elektronische Komponente 110 hält (d. h. die Messeinheit 120 und die elektronische Komponente 110 können auf einem gleichen Halbleitersubstrat bereitgestellt sein).
  • Die gemessene Wellenform des Signals 111 wird durch eine Verarbeitungseinheit 130 der Vorrichtung 100 verwendet, um einen vorhergesagten Wert einer Charakteristik der elektronischen Komponente 110 basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente 110 zu berechnen. D. h., die Verarbeitungseinheit berechnet einen erwarteten zukünftigen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110. Das (physikalische) Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente 110 moduliert eine zukünftige Zuverlässigkeit der elektronischen Komponente. Das Zuverlässigkeitsmodell kann zum Beispiel eine physikalische Degradation, ein Alterungsverhalten oder eine Rauschentwicklung(sverhalten) der elektronischen Komponente 110 berücksichtigen. Zum Beispiel kann das Zuverlässigkeitsmodell auf grundlegenden physikalischen Prozessen innerhalb der elektronischen Komponente 110 basieren. Bei einigen Beispielen kann das Zuverlässigkeitsmodell ein analytisches Modell sein. Die Charakteristik der elektronischen Komponente 110 ist eine Größe, die es erlaubt, die elektronische Komponente 110 zu charakterisieren. Wenn die elektronische Komponente 110 ein CMOS-Transistor ist, kann die Charakteristik zum Beispiel eine Schwellenspannung des Transistors, ein Drain-Sättigungsstrom des Transistors, eine Transkonduktanz des Transistors, ein Gate-Leckstrom des Transistors oder ein Bulkstrom des Transistors sein. Wenn die elektronische Komponente 110 ein Bipolartransistor ist, kann die Charakteristik zum Beispiel eine Stromverstärkung, eine Transkonduktanz, ein differenzieller Eingangswiderstandswert (resistance), ein differenzieller Ausgangswiderstandswert oder ein maximaler Kollektorstrom sein.
  • Die vorhergesagte Charakteristik der elektronischen Komponente 110 kann es erlauben, die elektronische Komponente zu einem zukünftigen Zeitmoment zu charakterisieren. Der vorhergesagte Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 kann ein vorhergesagter Absolutwert der Charakteristik oder eine vorhergesagte Divergenz (Abweichung, Drift) des Wertes der Charakteristik sein. Die vorhergesagte Charakteristik der elektronischen Komponente 110 kann somit einen zukünftigen Zustand der elektronischen Komponente 110 anzeigen. Ein Verwenden der Wellenform des Signals 111 (und die enthaltene Information über den momentanen Zustand der elektronischen Komponente 110) für das Zuverlässigkeitsmodell kann es erlauben, die Charakteristik der elektronischen Komponente 110 mit hoher Genauigkeit vorherzusagen. Der zukünftige Zustand kann es zum Beispiel erlauben, eine verbleibende Lebensdauer der elektronischen Komponente vorherzusagen, oder kann einen bevorstehenden Ausfall der elektronischen Komponente 110 anzeigen. Dementsprechend kann es die Vorrichtung erlauben, Präventivmaßnahmen basierend auf dem vorhergesagten zukünftigen Zustand der elektronischen Komponente einzuleiten. Wenn der vorhergesagte zukünftige Zustand einen bevorstehenden Ausfall anzeigt, kann die elektronische Komponente 110 zum Beispiel ersetzt werden oder die Aufgaben der elektronischen Komponente können an eine andere elektronische Komponente eines elektronischen Geräts, das die elektronische Komponente 110 umfasst, delegiert werden.
  • Bei einigen Beispielen kann die Verarbeitungseinheit 130 ferner den vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 mit einem Qualitätskriterium vergleichen. Das Qualitätskriterium kann zum Beispiel ein Wert oder Wertebereich für die Charakteristik der elektronischen Komponente 110 sein, der von dem Hersteller erwartet wird. D. h., der vorhergesagte Wert kann mit einem erwünschten oder nominellen Wert der Charakteristik verglichen werden. Basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs kann die Verarbeitungseinheit 130 ferner einen Betriebsparameter 112 der elektronischen Komponente 110 anpassen. Bei einigen Beispielen kann die Verarbeitungseinheit 130 eine Versorgungsspannung für die elektronische Komponente 110 basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs anpassen. Wenn sich der vorhergesagte Wert der Signalcharakteristik zum Beispiel von einem erwünschten Wert oder Wertebereich der Signalcharakteristik unterscheidet, kann die Verarbeitungseinheit 130 die Versorgungsspannung für die elektronische Komponente 110 erhöhen oder verringern. Wenn die Signalcharakteristik zum Beispiel anzeigt, dass die Lebensdauer geringer als eine erwartete (nominelle) Lebensdauer ist, kann es ein Verringern der Versorgungsspannung für die elektronische Komponente 110 erlauben, die tatsächliche Lebensdauer der elektronischen Komponente 110 zu verlängern, da eine geringere Versorgungsspannung eine kleinere Menge an Degradation der elektronischen Komponente verursacht (z. B. weniger HCD oder TDDB für einen Transistor). Wenn die Signalcharakteristik anzeigt, dass die Lebensdauer über der nominellen Lebensdauer liegt, kann es ein Erhöhen der Versorgungsspannung für die elektronische Komponente 110 ferner erlauben, eine Leistung (Performance) der elektronischen Komponente 110 zu erhöhen für den Kompromiss, dass die tatsächliche Lebensdauer der elektronischen Komponente 110 zu der nominellen Lebensdauer zurückgeht. Somit kann ein Benutzer eine erhöhte Performance eines elektronischen Geräts unter Verwendung der elektronischen Komponente 110 erfahren.
  • Zusätzlich zu der Wellenform des Signals 111 kann das Zuverlässigkeitsmodell bei einigen Beispielen ferner Eingangsparameter umfassen (z. B. eine Temperatur 113 der elektronischen Komponente 110). D. h., der vorhergesagte Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente kann bei einigen Beispielen auf mehreren Eingangsparametern basieren. Ein Verwenden von mehreren Eingangsparametern zum Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 kann es erlauben, die Genauigkeit der Vorhersage (prediction, forecast) des zukünftigen Zustandes der elektronischen Komponente 110 zu erhöhen. Die Temperatur 113 der elektronischen Komponente 110 ist als ein Hauptfaktor bekannt, von dem die Degradation der elektronischen Komponente 110 abhängt. Dementsprechend kann ein Messen der Temperatur 113 und ein Berechnen des vorhergesagten Wertes der Signalcharakteristik der elektronischen Komponente 110 basierend auf der Temperatur 113 es erlauben, die Auswirkung der Temperatur 113 auf die Degradation der elektronischen Komponente 110 präziser vorherzusagen. Somit kann der zukünftige Zustand der elektronischen Komponente 110 präziser vorhergesagt werden.
  • Bei einigen Beispielen misst die Messeinheit 120 ferner einen momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 zu einem Zeitmoment. Die Verarbeitungseinheit 130 vergleicht den momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110, der für den Zeitmoment berechnet wird. Durch ein Vergleichen des realen momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 kann eine Verifizierung des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 möglich sein. Durch das Vergleichen beider Werte kann eine Überschätzung oder Unterschätzung der Charakteristik des elektronischen Wertes 110 durch das Zuverlässigkeitsmodell detektiert werden. Der momentane Wert der Charakteristik kann alternativ oder zusätzlich mit dem Qualitätskriterium verglichen werden. Durch den Vergleich kann ein momentaner Zustand der elektronischen Komponente 110 bestimmt werden. Dementsprechend können basierend auf dem Vergleichsergebnis Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
  • Die Verarbeitungseinheit 130 kann somit ferner den Betrieb der elektronischen Komponente 110 basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110, der für den Zeitmoment und/oder das Qualitätskriterium berechnet wird, anpassen. Zum Beispiel kann die Versorgungsspannung für die elektronische Komponente 110 basierend auf dem Vergleich angepasst werden. Dementsprechend kann sichergestellt werden, dass sich der Betrieb der elektronischen Komponente 110 nicht vollständig auf die Vorhersage des Zuverlässigkeitsmodells verlässt.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Verarbeitungseinheit 130 ferner das Zuverlässigkeitsmodell basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente 110, der für den Zeitmoment und/oder das Qualitätskriterium berechnet wird, anpassen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 130 Koeffizienten von mathematischen Gleichungen, die in dem Zuverlässigkeitsmodell enthalten sind, anpassen, oder kann einen oder mehrere Korrekturterme für mathematische Gleichungen des Zuverlässigkeitsmodells aktivieren oder deaktivieren. Ein Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich kann es erlauben, das Zuverlässigkeitsmodell an das tatsächliche Verhalten der elektronischen Komponente 110 zu adaptieren. Eine Überschätzung oder Unterschätzung der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 durch das Zuverlässigkeitsmodell kann somit reduziert oder sogar komplett vermieden werden. Somit kann eine Präzision der vorhergesagten Werte der Charakteristik der elektronischen Komponente 110 erhöht werden.
  • Bei einigen Beispielen kann das Signal 111 ein transientes Signal, d. h. ein kurzlebiges Signal, sein, das eine hohe Amplitude (d. h. hohe Energie) aufweisen kann. An Anschlüssen von elektronischen Komponenten vorhandene, transiente Signale sind als ein Hauptfaktor bekannt, die die Degradation von elektronischen Komponenten treiben. Dementsprechend kann es ein Messen des transienten Signals und ein Berechnen des vorhergesagten Wertes der Signalcharakteristik der elektronischen Komponente 110 basierend auf der Wellenform des transienten Signals erlauben, die Auswirkung des transienten Signals auf die Degradation der elektronischen Komponente 110 präziser vorherzusagen. Somit kann der zukünftige Zustand der elektronischen Komponente 110 präziser vorhergesagt werden.
  • Die Messeinheit 120 und die Verarbeitungseinheit 130 (d. h. die Vorrichtung 100) können bei einigen Beispielen nur ansprechend auf ein Auslöseereignis betrieben werden. Dementsprechend kann ein Leistungsverbrauch der Vorrichtung 100 minimiert werden, da die Vorrichtung 100 nur ansprechend auf das Auslöseereignis aktiv ist. Zusätzlich kann eine effiziente Vorhersage von zukünftigen Zuständen der elektronischen Komponente 110 sichergestellt werden, da die Vorrichtung ansprechend auf das Auslöseereignis aktiv ist. Zum Beispiel kann das Auslöseereignis ein Eintritt eines vorbestimmten Zeitmoments oder ein Ereignis sein, wobei ein Spannungswert des Signals 111 über einem Schwellenwert ist. Wenn der Spannungswert des Signals 111 über dem Schwellenwert ist, kann dies zum Beispiel ein schädigendes transientes Signal anzeigen, sodass die Vorrichtung 100 das transiente Signal detektieren kann und den zukünftigen Zustand unter Berücksichtigung des transienten Signals vorhersagen kann.
  • Die Vorrichtung 100 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
  • Allgemein gesagt, beziehen sich einige Beispiele auf ein Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente. Das Mittel umfasst ein Mittel zum Messen einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente und ein Mittel zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals. Das Mittel zum Berechnen kann ferner ausgebildet sein zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs.
  • Das Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente kann implementiert sein durch eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente, die vorstehend oder nachstehend (z. B. 1) beschrieben ist. Das Mittel zum Messen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente kann durch eine vorstehend oder nachstehend (z. B. 1) beschriebene Messeinheit implementiert sein. Das Mittel zum Berechnen kann durch eine vorstehend oder nachstehend (z. B. 1) beschriebene Verarbeitungseinheit implementiert sein.
  • In 2 ist eine Vorrichtung 200 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung 210 dargestellt. Die Halbleiterschaltung 210 umfasst unter anderem einen Transistor 211 und eine Spule 212, die mit einem Drain des Transistors 211 über einen ersten Knoten 213 verbunden sind.
  • Die Vorrichtung 200 umfasst eine Messeinheit 220 (z. B. ein chipintegriertes Oszilloskop auf dem Halbleitersubstrat, das die Halbleiterschaltung 210 hält) zum Messen einer Wellenform von zumindest einem Signal an einem Knoten der Halbleiterschaltung 210. Das Signal ist bezogen auf eine elektronische Komponente (z. B. den Transistor 211) der Halbleiterschaltung 210. Wie in 2 dargestellt, kann die Messeinheit 220 Wellenformen von mehreren Signalen an mehreren Knoten der Halbleiterschaltung 210 messen. Zum Beispiel kann eine Wellenform eines ersten Signals 214-1 an einem Gate des Transistors 211 und eine Wellenform eines zweiten Signals 214-2 an dem Knoten 213 zwischen der Spule 212 und dem Drain des Transistors 211 gemessen werden. Sowohl das erste Signal 214-1 als auch das zweite Signal 214-2 sind auf den Transistor 211 bezogen (als ein Beispiel für eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung 210). Allerdings können verschiedene andere Signale innerhalb der Halbleiterschaltung 210 verwendet werden (z. B. ein Signal, das eine Spannung zwischen einem Drain und einer Source des Transistors 211 oder eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors 211 repräsentiert). Ferner können Signale bezogen auf andere, zuverlässigkeitskritische, elektronische Komponenten der Halbleiterschaltung 210 gemessen werden (z. B. einer Diode, eines Widerstands etc.). Das erste Signal 214-1 und das zweite Signals 214-2 sind aus Veranschaulichungszwecken als transiente Signale dargestellt, d. h. das erste und das zweite Signal 214-1, 214-2 sind kurzlebig und weisen eine hohe Signalamplitude auf (z. B. eine Spannungsamplitude über einer nominellen Versorgungsspannung VDD für die Halbleiterschaltung 210). Die Wellenform des transienten Signals kann eine scharfe Spitze aufweisen, wie durch das erste und das zweite Signal 214-1, 214-2 angezeigt.
  • Die gemessene Wellenform des zumindest einen Signals wird durch eine Verarbeitungseinheit 230 der Vorrichtung 200 zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes 232 einer Charakteristik der elektronischen Komponente (z. B. Transistor 211) der Halbleiterschaltung 210 verwendet. Die Verarbeitungseinheit 230 berechnet den vorhergesagten Wert 232 für die Charakteristik basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell 231 der elektronischen Komponente. Zum Beispiel kann das Zuverlässigkeitsmodell 231 ein Modell zum Vorhersagen eines zukünftigen Wertes der Schwellenspannung Vth (Vth = voltage threshold = Schwellenspannung) eines Transistors, eines Sättigungsstroms eines Drains eines Transistors oder einer Transkonduktanz eines Transistors umfassen. Zum Beispiel kann der vorhergesagte Wert 232 der Schwellenspannung des Transistors von der Wellenform von zumindest einem Signal abhängen, das eine Spannung an dem Gate des Transistors, an einem Drain des Transistors, an einer Source des Transistors, eine Spannung zwischen dem Drain und der Source des Transistors und/oder eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des Transistors repräsentiert. Im Allgemeinen kann das Zuverlässigkeitsmodell eine Mehrzahl von Eingangsparametern umfassen (z. B. auch eine Temperatur der elektronischen Komponente oder der Halbleiterschaltung 210).
  • Der vorhergesagte Wert 232 der Charakteristik kann ein Absolutwert der Charakteristik oder eine Divergenz des Wertes der Charakteristik sein, wie in 2 angezeigt. D. h., der vorhergesagte Wert kann einen zukünftigen Zustand oder eine Degradation der elektronischen Komponente der Halbleiterschaltung 210 charakterisieren. Zum Beispiel kann ein vorhergesagter Absolutwert für die Schwellenspannung des Transistors 211 oder eine vorhergesagte Divergenz des Wertes der Schwellenspannung des Transistors 211 es erlauben, einen zukünftigen Zustand oder eine Degradation des Transistors 211 zu charakterisieren.
  • Die Verarbeitungseinheit 230 verwendet den vorhergesagten Wert 232 der Charakteristik der elektronischen Komponente, um einen vorhergesagten Wert 233 einer Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 zu berechnen. Der vorhergesagte Wert 233 kann es erlauben, einen Zustand oder eine Degradation der Halbleiterschaltung 210 zu charakterisieren. Bei einigen Beispielen kann der vorhergesagte Wert 233 der Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 ein Absolutwert sein. Bei einigen Beispielen kann der vorhergesagte Wert 233 der Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 eine vorhergesagte Divergenz des Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 sein. Wenn die Halbleiterschaltung 210 zum Beispiel ein Verstärker ist, kann die Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 eine Verstärkung (gain) oder eine leistungsaddierte Effizienz (PAE; PAE = Power-Added Effiency) des Verstärkers sein. Ein zukünftiger Zustand, eine zukünftige Effizienz oder eine zukünftige Performancefähigkeit der Halbleiterschaltung 210 kann zum Beispiel vorhergesagt werden auf der Basis der Wellenform des Signals 214-1, 214-2 und dem Zuverlässigkeitsmodell. Der zukünftige Zustand kann es zum Beispiel erlauben, eine verbleibende Lebensdauer der Halbleiterschaltung 210 oder des Transistors 211 vorherzusagen oder kann einen bevorstehenden Ausfall der Halbleiterschaltung 210 anzeigen.
  • Allgemein gesprochen misst die Messeinheit 220 der Vorrichtung 200 eine Wellenform von zumindest einem Signal an einem Knoten der Halbleiterschaltung, und die Verarbeitungseinheit 230 berechnet einen vorhergesagten Wert einer Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Die Vorrichtung 200 erlaubt es, Präventivmaßnahmen basierend auf dem vorhergesagten zukünftigen Zustand der Halbleiterschaltung 210 einzuleiten. Wenn zum Beispiel der vorhergesagte zukünftige Zustand einen bevorstehenden Ausfall anzeigt, kann der Transistor 211 ersetzt werden oder die Aufgaben des Transistors 211 können an einen anderen Transistor der Halbleiterschaltung 210 delegiert werden.
  • Um adäquate Gegenmaßnahmen zu bestimmen, kann die Verarbeitungseinheit 230 bei einigen Beispielen den vorhergesagten Wert 233 der Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 mit einem Qualitätskriterium vergleichen. Das Qualitätskriterium kann zum Beispiel einen Wert oder Wertebereich für die Charakteristik der Halbleiterschaltung 210 sein, der durch den Hersteller erwartet wird. D. h., der vorhergesagte Wert kann mit einem erwünschten oder nominellen Wert der Charakteristik verglichen werden. Wenn die Halbleiterschaltung 210 zum Beispiel ein Verstärker ist, kann die Verarbeitungseinheit 230 eine vorhergesagte Verstärkung oder eine vorhergesagte PAE des Verstärkers mit jeweiligen nominellen Werten vergleichen.
  • Basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs kann die Verarbeitungseinheit 230 ferner einen oder mehrere Betriebsparameter (Abstimmungsfähigkeiten) 240 der Halbleiterschaltung 210 anpassen. Bei einigen Beispielen kann die Verarbeitungseinheit 230 eine Versorgungsspannung für die Halbleiterschaltung 210, einen Arbeitspunkt der Halbleiterschaltung 210 oder eine Lastimpedanz (wenn die Halbleiterschaltung 210 eine RF-Schaltung ist) basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs anpassen. Wenn der vorhergesagte Wert der Signalcharakteristik sich zum Beispiel von einem erwünschten Wert oder Wertbereich der Signalcharakteristik unterscheidet, kann die Verarbeitungseinheit 230 die Versorgungsspannung für die Halbleiterschaltung 210 erhöhen oder verringern. Wenn die Signalcharakteristik zum Beispiel anzeigt, dass die Lebensdauer der Halbleiterschaltung 210 geringer ist als eine erwünschte (nominelle) Lebensdauer, kann ein Verringern der Versorgungsspannung für die Halbleiterschaltung 210 es erlauben, die tatsächliche Lebensdauer der elektronischen Komponente 110 zu verlängern, da eine geringere Versorgungsspannung zum Beispiel eine kleinere Menge an Degradation des Transistors 211 verursachen kann (z. B. weniger HCD oder TDDB für einen Transistor). Wenn die Signalcharakteristik ferner anzeigt, dass die Lebensdauer der Halbleiterschaltung 210 über der nominellen Lebensdauer ist, kann es ein Erhöhen der Versorgungsspannung für die Halbleiterschaltung 210 erlauben, eine Leistung (Performance) der Halbleiterschaltung 210 zu erhöhen, für den Kompromiss, dass die tatsächliche Lebensdauer der Halbleiterschaltung 210 zu der nominellen Lebensdauer zurückgeht. Somit kann ein Benutzer eine erhöhte Performance eines elektronischen Geräts unter Verwendung der Halbleiterschaltung 210 erfahren. Ein Adaptieren der Lastimpedanz oder des Arbeitspunktes der Halbleiterschaltung 210 kann es erlauben, transiente Wellenformen zum Beispiel von dem ersten und zweiten Signal 214-1, 214-2 zu ändern. Somit können die Wellenformen der zuverlässigkeitskritischen, transienten Signale manipuliert werden, um die Zuverlässigkeit der Halbleiterschaltung 210 zu verbessern.
  • Anders ausgedrückt, die Vorrichtung 200 kann als eine Zuverlässigkeitsüberwachungseinrichtung verstanden werden, die die Tatsache nutzt, dass eine Transistordegradation von den transienten Wellenformen an den Geräteanschlüssen abhängt. Als eine chipintegrierte Zuverlässigkeitsüberwachungseinrichtung kann die Vorrichtung 200 zum Beispiel zuverlässigkeitskritische Radiofrequenz-(RF-) und schnelle transiente Signale aufzeichnen, die Lebensdauer einer Schaltung unter aktuellen Betriebsbedingungen vorhersagen, die Anpassung von Schaltungsbetriebsparametern erlauben und somit die Lebensdauer einer Schaltung maximieren. Die chipintegrierte Zuverlässigkeitsüberwachungseinrichtung kann somit ein schnellabtastendes chipintegriertes Oszilloskop, eine Vorhersage-von-Lebensdauer-Komponente auf der Basis des abgetasteten Signals und physikalischer Zuverlässigkeitsmodelle und eine Rückkopplungssteuerung, die die Betriebsparameter (z. B. VDD) der Schaltung gemäß erwünschten Betriebsbedingungen (z. B. maximale Lebensdauer, maximale Performance oder ausgeglichene Lebensdauer/Performance, ...) einstellt, umfassen.
  • Die Zuverlässigkeitsüberwachungseinrichtung kann transiente Wellenformen an ausgewählten Knoten in der zu testenden Schaltung aufzeichnen. Analytische Zuverlässigkeitsmodelle können dann zum Beispiel verwendet werden, um Transistorparameter-Drifts (z. B. einen Drift der Schwellenspannung Vth, der Transkonduktanz gm, des Drain-Sättigungsstroms Id_sat etc.) und der folgende Rückgang der Schaltungsperformancemetriken an zukünftigen Punkten während der Produktlebensdauer (z. B. nach 1 Monat, 1 Jahr, 5 Jahren etc.) zu extrapolieren. Basierend auf dieser „Degradationsvorhersage” kann das Steuerungssystem über Korrekturmaßnahmen entscheiden. Wenn die Vorhersage ergibt, dass die Ziellebensdauer nicht erreicht wird, können Systemparameter auf eine Weise adaptiert werden, um die Ziellebensdauer zu erhalten. Ansonsten können nicht genutzte Sicherheitsmargen für eine zusätzliche Schaltungsperformance verwendet werden. Die Überwachungseinrichtung kann eine Degradation zu jeder Zeit durch ein Aufzeichnen und Beurteilen von tatsächlichen Signalwellenformen vorhersagen. Sie kann entsprechende Gegenmaßnahmen auslösen, bevor eine ausreichende Degradation bemerkbar wird, und nicht genutzte Sicherheitsmargen zum Vorteil einer verbesserten Schaltungsperformance erkennen.
  • Ein Hauptbedenken hinsichtlich Zuverlässigkeit für Radio frequenzschaltungen ist ein Oxidzusammenbruch bei Transistoren der Schaltung, der einen erheblichen Anstieg des Gate-Stroms verursacht. Die Überwachungseinrichtung kann eine zukünftige Degradation vorhersagen, bevor der tatsächliche Zusammenbruch des Transistors eintritt. Durch ein Überwachen von transienten Wellenformen kann die verbleibende Zeit bis zu dem Zusammenbruch vorab berechnet werden. Das System kann umgehend Korrekturmaßnahmen auslösen, um den Zusammenbruch zu vermeiden, sodass die angegebene Lebensdauer erreicht werden kann. Obwohl sich das obige Beispiel hauptsächlich auf eine Degradations-/Zusammenbruchsüberwachung bei analogen/RF-Schaltungen konzentriert, kann das Überwachungskonzept bei jeder Schaltung verwendet werden, die zuverlässigkeitskritische Transienten. Ferner ist es auch nicht beschränkt auf die Degradations-/Zusammenbruchsüberwachung, sondern kann andere Bereiche behandeln, z. B. Rauschencharakterisierung, Einfang-/Wiederfreisetzungs-(trapping/de-trapping) Charakterisierung, thermische transiente Transistorvariationen etc.
  • Die Vorrichtung 200 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
  • 3 stellt eine andere Vorrichtung 300 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung 310 dar. Die Halbleiterschaltung 310 umfasst unter anderem einen ersten Transistor 311-1 und einen zweiten Transistor 311-2, von dem eine Source mit einem Drain des ersten Transistors 311-1 gekoppelt ist. Eine Spule 212 ist mit einem Drain des zweiten Transistors 311-2 gekoppelt.
  • Die Struktur der Vorrichtung 300 ist ähnlich zu der von der in 2 dargestellten Vorrichtung 200. Dementsprechend sind in der folgenden Beschreibung von 3 nur Unterschiede oder zusätzliche Merkmale der Vorrichtung 300 verglichen mit der Vorrichtung 200 erklärt.
  • In der Vorrichtung 300 in 3 misst eine erste Untereinheit 320-1 der Messeinheit Wellenformen von mehreren Signalen der Halbleiterschaltung 310. Insbesondere misst die erste Untereinheit 320-1 der Messeinheit Signale an den Gates und den Drains des ersten und zweiten Transistors 311-1 bzw. 311-2. Unter Verwendung der gemessenen Wellenformen 314 berechnet die Verarbeitungseinheit 230 einen Wert 232 einer Charakteristik für zumindest einen von dem ersten und dem zweiten Transistor 311-1 und 311-2. Zum Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 230 eine zukünftige Divergenz (Drift) der Schwellenspannung für den ersten Transistor 311-1 und/oder den zweiten Transistor 311-2 berechnen. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit 230 ferner eine Temperatur der Halbleiterschaltung 310 oder eine Temperatur von zumindest einem von dem ersten und dem zweiten Transistor 311-1 und 311-2 verwenden. Die Temperatur kann durch zumindest einen Temperatursensor 350 bereitgestellt (und gemessen) sein. Zusätzlich kann ein Verwenden der Temperatur die Vorhersagepräzision für den Wert der Charakteristik erhöhen (z. B. die Schwellenspannung von einem der Transistoren 311-1, 311-2).
  • Basierend auf dem/den vorhergesagten Wert(en) für die Charakteristik berechnet die Verarbeitungseinheit 230 einen vorhergesagten Wert 233 einer Charakteristik der Halbleiterschaltung 310. Wenn die Halbleiterschaltung 310 zum Beispiel ein Verstärker ist, kann die Verarbeitungseinheit 230 eine Divergenz der Ausgangsleistung des Verstärkers oder die PAE berechnen.
  • Basierend auf einem Vergleich des Wertes 233 der vorhergesagten Charakteristik der Halbleiterschaltung 310 mit einem Qualitätskriterium (z. B. einem nominellen Wert oder Wertbereich für die Charakteristik) können Betriebsparameter (Abstimmungsfähigkeiten) 240 der Halbleiterschaltung 310 angepasst werden.
  • Um sich nicht vollständig auf die Vorhersage des Zuverlässigkeitsmodells zu verlassen, misst eine zweite Untereinheit 320-2 der Messeinheit der Vorrichtung 300 ferner einen momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment. Wie dargestellt, können die erste und die zweite Untereinheit 320-1, 320-2 als eigenständige Einheiten implementiert sein. Die erste Untereinheit 320-1 kann zum Beispiel als ein chipintegriertes Oszilloskop auf dem Halbleitersubstrat implementiert sein, das die Halbleiterschaltung 310 hält, während die zweite Untereinheit 320-2 als eine Quellen-Messeinheit (SMU, Source Measurement Unit) implementiert sein kann, die eine Leistung an zumindest einen Teil der Halbleiterschaltung 310 bereitstellt, und zugleich einen Spannungswert oder einen Stromwert eines an ein Element der Halbleiterschaltung bereitgestellten, elektrischen Signals misst.
  • Zum Beispiel kann die zweite Untereinheit 320-2 der Messeinheit einen momentanen Schwellenspannungswert für zumindest einen von dem ersten und dem zweiten Transistor 311-1, 311-2 messen (und optional berechnen). Die Verarbeitungseinheit 230 vergleicht den momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment berechnet wird. Zum Beispiel kann die momentan gemessene Schwellenspannung des ersten Transistors 311-1 mit dem Wert der Schwellenspannung verglichen werden, der für den Zeitmoment der Messung vorhergesagt wird. Der Vergleich kann eine Verifizierung des vorhergesagten Wertes und somit eine Verifizierung des verwendeten Zuverlässigkeitsmodells erlauben. Wenn der gemessene Wert der Schwellenspannung des ersten Transistors 311-1 sich zum Beispiel von dem vorhergesagten Wert unterscheidet, können ein oder mehrere Koeffizienten, mathematische Therme etc. des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleichsergebnis adaptiert werden. Dementsprechend kann das Zuverlässigkeitsmodell an das tatsächliche Verhalten des ersten Transistors 311-1 (als ein Beispiel für eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung 310) adaptiert werden. Zusätzlich oder alternativ können die Betriebsparameter 240 der Halbleiterschaltung 310 basierend auf dem Vergleich angepasst werden. Somit kann ein verbesserter Betrieb (Zuverlässigkeit) der Halbleiterschaltung 310 erreicht werden, da unrichtige Betriebsparameter 240, die auf die Unterschätzung oder Überschätzung der Charakteristik der elektronischen Komponente der Halbleiterschaltung 310 durch das Zuverlässigkeitsmodell bezogen sind, angepasst (korrigiert) werden können.
  • Der momentane Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente (wie durch die zweite Untereinheit 320-2 bereitgestellt) kann ferner mit dem Qualitätskriterium verglichen werden. Somit kann ein momentaner Zustand der Halbleiterschaltung 310 oder der elektronischen Komponente bestimmt werden. Basierend auf dem Vergleichsergebnis kann das Zuverlässigkeitsmodell angepasst werden, um das tatsächliche Verhalten der elektronischen Komponente präziser zu modellieren. Zusätzlich oder alternativ können die Betriebsparameter 240 der Halbleiterschaltung 310 basierend auf dem Vergleich angepasst werden, um den Betrieb der Halbleiterschaltung 310 an den tatsächlichen Zustand zu adaptieren.
  • Die Vorrichtung 300 (und auch die Vorrichtung 200) können nur ansprechend auf ein Auslöseereignis betrieben werden. Ein Auslöseereignis kann zum Beispiel ein Eintritt eines vorbestimmten Zeitmoments sein. Somit kann der zukünftige Zustand der Halbleiterschaltung 310 in z. B. regelmäßigen Zeitintervallen bestimmt werden, sodass Gegenmaßnahmen bei Bedarf zu einem frühen Zeitpunkt eingeleitet werden können. Ein Auslöseereignis kann auch ein Ereignis sein, wobei ein Spannungswert eines gemessenen Signals der Halbleiterschaltung 310 über einem Schwellenwert ist. Eine hohe Spannung eines solchen Signals kann das Vorhandensein eines zuverlässigkeitskritischen transienten Signals anzeigen. Ferner kann das Vorhandensein eines zuverlässigkeitskritischen transienten Signals durch ein Ereignis angezeigt werden, wobei sich ein Betriebsmodus der Halbleiterschaltung 310 ändert, sodass auch eine Änderung eines Betriebsmodus der Halbleiterschaltung 310 einen Betrieb der Vorrichtung 300 auslösen kann. Durch ein Betreiben der Vorrichtung 300 lediglich ansprechend auf potenziell schädliche Auslöseereignisse, kann ein Leistungsverbrauch der Vorrichtung 300 gering sein. Zusätzlich kann eine effiziente Vorhersage von zukünftigen Zuständen der Halbleiterschaltung 310 gewährleistet werden, da die Vorrichtung ansprechend auf potenziell schädliche Auslöseereignisse aktiv ist.
  • Anders ausgedrückt, ein Blockdiagramm und ein Flussdiagramm eines Überwachungssystems können in 3 dargestellt sein. Eine Transistordegradation kann hauptsächlich durch zwei Faktoren beeinflusst sein: a) transiente Spannungswellenformen an Geräteanschlüssen (z. B. Gate-Source-Spannung VGS (t) (VGS = gate source voltage = Gate-Source-Spannung, t = time = Zeit), Drain-Source-Spannung VDS (t) (VDS = drain source voltage = Drain-Source-Spannung)) und b) Temperatur. Wenn beide bekannt sind, kann eine zukünftige Degradation durch auf Physik basierende, analytische Zuverlässigkeitsmodelle präzise vorhergesagt werden. Das Überwachungssystem kann somit transiente Wellenformen bei kritischen Transistoren in einer zu testenden Schaltung (CUT; CUT = Circuit Under Test) durch ein chipintegriertes Mehrkanal-Oszilloskop (OCO; OCO = oscilloscope) aufzeichnen. Das OCO kann die Wellenformendaten in digitalisierter Form an die Steuerlogik bereitstellen. Eine Information über die lokale Temperatur in der CUT kann durch einen Temperatursensor geliefert werden. Beide Informationen können durch die Logik verwendet werden, um einen Transistorparameter-Drift (z. B. ΔVth, ΔId_sat, Zeit-zu-Zusammenbruch) zu zukünftigen Zeitpunkten zu extrapolieren und vorherzusagen. Eine Steuerlogik kann ein parameterdrift-abhängiger Rückgang der wichtigen Schaltungsperformancemetriken (z. B. maximale Ausgangsleistung, Verstärkerverstärkung, leistungsaddierte Effizienz etc.) berechnen. Basierend auf diesem Resultat kann das Überwachungssystem über Korrekturmaßnahmen entscheiden.
  • Wenn die „Zuverlässigkeitsvorhersage” ergibt, dass die Ziellebensdauer nicht erreicht wird, da die Performancemetriken aus der Spezifikation herausfallen werden (siehe 3), kann das System umgehend Korrekturmaßnahmen auslösen, um die Ziellebensdauer zu erreichen. Diese Art von Korrekturmaßnahmen können zum Beispiel eine Reduzierung der Versorgungsspannung VDD oder, im Fall einer Radiofrequenz-Schaltung, eine Modifizierung der Lastimpedanz umfassen, um die transienten Wellenformen entsprechend zu beeinflussen. Umgekehrt, wenn die Zuverlässigkeitsbeurteilung ergibt, dass die beabsichtigte Schaltungslebensdauer wahrscheinlich überschritten wird, kann das Überwachungssystem auch nicht genutzte Sicherheitsmargen zulassen. Es könnte zum Beispiel eine höhere Versorgungsspannung VDD erlauben, um die maximale Ausgangsleistung etc. zu erhöhen. Kurz gesagt, das Überwachungssystem kann optimale Bedingungen für die CUT finden, die gleichzeitig sowohl einen zuverlässigen Schaltungsbetrieb als auch eine maximale Performance garantieren.
  • Die Lebensdauer- und Performance-Vorhersage kann kontinuierlich wiederholt werden. Es ist daher vorteilhaft, auch den aktuellen Degradationszustand zu kennen. Der aktuelle Degradationszustand kann durch eine SMU bestimmt werden. Die SMU kann ausgewählte Geräte-auf-Chip charakterisieren, um zum Beispiel den aktuellen Wert von Vth oder Id_sat. zu bestimmen. Die integrierte SMU kann sicherstellen, dass die Überwachungsschaltung sich nicht vollständig auf ihre Vorhersagen verlässt.
  • Das Wellenformprofil eines transienten Signals kann einen sehr starken Einfluss auf die Schaltungszuverlässigkeit bei Komplementäre-Metall-Oxid-Halbleiter-Prozessen (CMOS-Prozessen; CMOS = Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) im Nanometerbereich haben. Obwohl Wellenformen und der entsprechende Einfluss auf die Schaltungszuverlässigkeit während der Produktentwicklung beurteilt werden können, bleibt immer noch ein Unsicherheitsfaktor. Für Radiofrequenz-Signale kann zum Beispiel ein kleiner Rückgang der maximalen Spannungspegel von 10, 20 oder 50 mV einen erheblichen Lebensdauerbonus von 40, 60 oder 100% verursachen. Daher kann ein Beurteilen und Steuern von transienten Wellenformen ein sehr effizienter Weg sein, um die Schaltungszuverlässigkeit präzise zu überwachen und zu steuern.
  • Um den Leistungsverbrauch zu reduzieren, kann die Überwachungseinrichtung die meiste Zeit im Stand-by-Modus arbeiten und kann nur bei spezifischen Auslöseereignissen aktiv sein. Ein Aufzeichnen von Transienten und einer Degradations-/Zusammenbruchsvorhersage und/oder Gerätecharakterisierung kann typischerweise entweder zu bestimmten Zeitpunkten (z. B. bei der Systeminbetriebnahme, logarithmisch während des Betriebs etc.) oder nachdem zuverlässigkeitskritische Ereignisse eingetreten sind, ausgelöst werden. Solche Ereignisse können durch das Überwachungssystem selbst detektiert werden unter Verwendung spezieller Ereignisüberwachungseinrichtungen (z. B. Spitzendetektoren). Bei den meisten Anwendungen (z. B. für DC-DC-Wandler) kann von vornherein bekannt sein, dass zuverlässigkeitskritische Transienten nach einer Änderung des Betriebsmodus auftreten. In solchen Fällen kann die CUT eine Signalüberwachung oder Gerätecharakterisierung selbst aufrufen.
  • Die Vorrichtung 300 kann eine oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
  • Allgemein gesagt, beziehen sich einige Beispiele der vorliegenden Offenbarung auf ein Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung. Das Mittel zum Vorhersagen umfasst ein Mittel zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, wobei das Signal auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung bezogen ist. Das Mittel zum Vorhersagen umfasst ferner ein Mittel zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals. Das Mittel zum Berechnen ist ferner ausgebildet zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  • Einige Beispiele beziehen sich auf ein Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, das ein Mittel zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung und ein Mittel zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung unter Verwendung der Wellenform des Signals umfasst.
  • In dieser Hinsicht kann das Mittel zum Berechnen ferner den vorhergesagten Wert der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium vergleichen und einem Betriebsparameter der Halbleiterschaltung basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs anpassen.
  • Das Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung kann durch eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung implementiert sein, die vorstehend oder nachstehend (z. B. 2 oder 3) beschrieben ist. Das Mittel zum Messen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente kann durch eine vor- oder nachstehend (z. B. 2 oder 3) beschriebene Messeinheit implementiert sein. Das Mittel zum Berechnen kann durch eine vor- oder nachstehend (z. B. 2 oder 3) beschriebene Verarbeitungseinheit implementiert sein.
  • Ein Beispiel einer Implementierung unter Verwendung einer Vorhersage eines zukünftigen Zustandes für eine elektronische Komponente gemäß einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen ist in 4 dargestellt. 4 stellt schematisch ein Beispiel eines mobilen Kommunikationsgeräts oder Mobiltelefons oder Benutzereinrichtung 400 dar, umfassend eine Vorrichtung 440 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente 430 des mobilen Kommunikationsgeräts 400 gemäß einem hierin beschriebenen Beispiel. Die Vorrichtung 440 und die elektronische Komponente 430 können auf einem Halbleitersubstrat 420 enthalten sein. Zu diesem Zweck können mobile Kommunikationsgeräte mit erhöhter Zuverlässigkeit und Performance bereitgestellt sein.
  • Ein Beispiel einer Implementierung unter Verwendung einer Vorhersage eines zukünftigen Zustandes für eine Halbleiterschaltung gemäß einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen ist in 5 dargestellt. 5 stellt schematisch ein Beispiel eines mobilen Kommunikationsgeräts oder Mobiltelefons oder Benutzereinrichtung 500 dar, umfassend eine Vorrichtung 540 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung 530 des mobilen Kommunikationsgeräts 500 gemäß einem hierin beschriebenen Beispiel. Die Vorrichtung 540 und die Halbleiterschaltung 530 können auf einem Halbleitersubstrat 520 enthalten sein. Bei einigen Beispielen kann die Halbleiterschaltung 530 ein RF-Signal verarbeiten (z. B. empfangen, erzeugen oder verstärken). Das RF-Signal kann zum Beispiel durch ein Antennenelement 510 des mobilen Kommunikationsgeräts 500 bereitgestellt sein oder an dasselbe übertragen werden. Zu diesem Zweck können mobile Kommunikationsgeräte mit erhöhter Zuverlässigkeit und Performance bereitgestellt sein.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens 600 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente ist mittels eines Flussdiagramms in 6 dargestellt. Das Verfahren umfasst ein Messen 602 einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente. Ferner umfasst das Verfahren ein Berechnen 604 eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte des Verfahrens sind in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1 bis 5) beschriebenen Beispielen erwähnt. Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens 700 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung ist mittels eines Flussdiagramms in 7 dargestellt. Das Verfahren umfasst ein Messen 702 einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung. Das Signal ist bezogen auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung. Ferner umfasst das Verfahren ein Berechnen 704 eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals. Das Verfahren umfasst ferner ein Berechnen 706 eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte des Verfahrens sind in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1 bis 5) beschriebenen Beispielen erwähnt. Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
  • Ein anderes Beispiel eines Verfahrens 800 zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung ist mittels eines Flussdiagramms in 8 dargestellt. Das Verfahren umfasst ein Messen 802 einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung. Ferner umfasst das Verfahren ein Berechnen 804 eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte des Verfahrens sind in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren vorstehend (z. B. 1 bis 5) beschriebenen Beispielen erwähnt. Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale aufweisen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes oder einem oder mehreren vorstehend beschriebenen Beispielen entsprechen.
  • Die hierin beschriebenen Beispiele lassen sich wie folgt zusammenfassen:
    Beispiel 1 ist ein Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente, umfassend ein Messen einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente und ein Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Bei Beispiel 2 umfasst das Verfahren von Beispiel 1 ferner ein Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit einem Qualitätskriterium und ein Anpassen eines Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 3 umfasst das Anpassen eines Betriebsparameters der elektronischen Komponente in dem Verfahren von Beispiel 2 ein Anpassen einer Versorgungsspannung für die elektronische Komponente basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 4 basiert das Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente in dem Verfahren von einem der vorhergehenden Beispiele ferner auf einer Temperatur der elektronischen Komponente.
  • Bei Beispiel 5 umfasst das Verfahren von einem der vorhergehenden Beispiele ferner ein Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment und ein Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 6 umfasst das Verfahren von Beispiel 5 ferner ein Anpassen des Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 7 umfasst das Verfahren von Beispiel 5 oder Beispiel 6 ferner ein Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 8 ist die elektronische Komponente ein Transistor in dem Verfahren von einem der vorangehenden Beispiele.
  • Bei Beispiel 9 repräsentiert das Signal eine Spannung an einem Anschluss des Transistors, eine Spannung zwischen Anschlüssen des Transistors oder einen Strom an einem Anschluss des Transistors in dem Verfahren von Beispiel 8.
  • Bei Beispiel 10 ist die Charakteristik der elektronischen Komponente in dem Verfahren von Beispiel 8 oder Beispiel 9 eine Schwellenspannung des Transistors, ein Drain-Sättigungsstrom des Transistors, eine Transkonduktanz des Transistors, ein Gate-Leckstrom des Transistors, ein Bulkstrom des Transistors, eine Stromverstärkung des Transistors, ein differenzieller Eingangswiderstandswert des Transistors, ein differenzieller Ausgangswiderstandswert des Transistors oder ein maximaler Kollektorstrom des Transistors.
  • Bei Beispiel 11 ist das Signal ein transientes Signal in dem Verfahren von einem der vorhergehenden Beispiele.
  • Bei Beispiel 12 wird das Verfahren von einem der vorhergehenden Beispiele nur ansprechend auf ein Auslöseereignis durchgeführt.
  • Bei Beispiel 13 ist das Auslöseereignis in dem Verfahren von Beispiel 12 ein Eintritt eines vorbestimmten Zeitmoments, oder ein Ereignis, wobei ein Spannungswert des Signals über einem Schwellenwert ist.
  • Beispiel 14 ist ein Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, umfassend ein Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, wobei das Signal auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung bezogen ist, ein Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals und ein Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  • Bei Beispiel 15 umfasst das Verfahren von Beispiel 14 ferner ein Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium und ein Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 16 umfasst ein Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung in dem Verfahren von Beispiel 15 ein Anpassen einer Versorgungsspannung für die Halbleiterschaltung basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 17 basiert das Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente in dem Verfahren von einem der Beispiele 14 bis 16 ferner auf einer Temperatur der Halbleiterschaltung.
  • Bei Beispiel 18 umfasst das Verfahren von einem der Beispiele 14 bis 17 ferner ein Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment und ein Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 19 umfasst das Verfahren von Beispiel 18 ferner ein Anpassen des Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 20 umfasst das Verfahren von Beispiel 18 oder Beispiel 19 ferner ein Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 21 ist die elektronische Komponente ein Transistor in dem Verfahren von einem der Beispiele 14 bis 20.
  • Bei Beispiel 22 repräsentiert das Signal eine Spannung an einem Anschluss des Transistors, eine Spannung zwischen Anschlüssen des Transistors oder einen Strom an einem Anschluss des Transistors in dem Verfahren von Beispiel 21.
  • Bei Beispiel 23 ist die Charakteristik der elektronischen Komponente in dem Verfahren von Beispiel 21 oder Beispiel 22 eine Schwellenspannung des Transistors, ein Drain-Sättigungsstrom des Transistors, eine Transkonduktanz des Transistors, ein Gate-Leckstrom des Transistors, ein Bulkstrom des Transistors, eine Stromverstärkung des Transistors, ein differenzieller Eingangswiderstandswert des Transistors, ein differenzieller Ausgangswiderstandswert des Transistors oder ein maximaler Kollektorstrom des Transistors.
  • Bei Beispiel 24 ist das Signal ein transientes Signal in dem Verfahren von einem der Beispiele 14 bis 23.
  • Bei Beispiel 25 wird das Verfahren von einem der Beispiele 14 bis 24 nur ansprechend auf ein Auslöseereignis durchgeführt.
  • Bei Beispiel 26 ist das Auslöseereignis in dem Verfahren von Beispiel 25 ein Eintritt eines vorbestimmten Zeitmoments, ein Ereignis, wobei ein Spannungswert des Signals über einem Schwellenwert ist, oder ein Ereignis, wobei sich ein Betriebsmodus der Halbleiterschaltung ändert.
  • Beispiel 27 ist ein Verfahren zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes eine Halbleiterschaltung, umfassend ein Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung und ein Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Bei Beispiel 28 umfasst das Verfahren von Beispiel 27 ferner ein Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium und ein Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 29 basiert das Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente in dem Verfahren von Beispiel 27 oder Beispiel 28 ferner auf einer Temperatur der Halbleiterschaltung.
  • Beispiel 30 ist ein computerlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Programm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens von einem der Beispiele 1 bis 29, wenn das Programm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird.
  • Beispiel 31 ist ein Computerprogramm mit einem Programmcode, der ausgebildet ist zum Durchführen des Verfahrens von einem der Beispiele 1 bis 29, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird.
  • Beispiel 32 ist eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente, umfassend eine Messeinheit, die ausgebildet ist zum Messen einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente und eine Verarbeitungseinheit, die ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Bei Beispiel 33 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 32 ferner ausgebildet zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 34 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 33 ausgebildet zum Anpassen einer Versorgungsspannung für die elektronische Komponente basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 35 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von einem der vorhergehenden Beispiele ferner ausgebildet zum Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einer Temperatur der elektronischen Komponente.
  • Bei Beispiel 36 ist die Messeinheit der Vorrichtung von einem der vorhergehenden Beispiele ferner ausgebildet zum Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment, und die Verarbeitungseinheit ist ferner ausgebildet zum Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 37 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 36 ferner ausgebildet zum Anpassen des Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 38 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 36 oder Beispiel 37 ferner ausgebildet zum Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 39 ist die elektronische Komponente der Vorrichtung von einem der vorangehenden Beispiele ein Transistor.
  • Bei Beispiel 40 repräsentiert das Signal eines von einer Spannung an einem Anschluss des Transistors, einer Spannung zwischen Anschlüssen des Transistors und einem Strom an einem Anschluss des Transistors in der Vorrichtung von Beispiel 39.
  • Bei Beispiel 41 ist die Charakteristik der elektronischen Komponente der Vorrichtung von Beispiel 39 oder Beispiel 40 eine Schwellenspannung des Transistors, ein Drain-Sättigungsstrom des Transistors, eine Transkonduktanz des Transistors, ein Gate-Leckstrom des Transistors, ein Bulkstrom des Transistors, eine Stromverstärkung des Transistors, ein differenzieller Eingangswiderstandswert des Transistors, ein differenzieller Ausgangswiderstandswert des Transistors oder ein maximaler Kollektorstrom des Transistors.
  • Bei Beispiel 42 ist das Signal ein transientes Signal in der Vorrichtung von einem der vorangehenden Beispiele.
  • Bei Beispiel 43 sind die Messeinheit und die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von einem der vorangehenden Beispiele ferner ausgebildet zum ausschließlichen Betreiben ansprechend auf ein Auslöseereignis.
  • Bei Beispiel 44 ist das Auslöseereignis für die Vorrichtung von Beispiel 43 ein Eintritt eines vorbestimmten Zeitmoments oder ein Ereignis, wobei ein Spannungswert des Signals über einem Schwellenwert ist.
  • Beispiel 45 ist eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, umfassend eine Messeinheit, die ausgebildet ist zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, wobei das Signal auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung bezogen ist; und eine Verarbeitungseinheit, die ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals, wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  • Bei Beispiel 46 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 45 ferner ausgebildet zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 47 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 46 ausgebildet zum Anpassen einer Versorgungsspannung für die Halbleiterschaltung basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 48 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von einem der Beispiele 45 bis 47 ferner ausgebildet zum Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einer Temperatur der Halbleiterschaltung.
  • Bei Beispiel 49 ist die Messeinheit der Vorrichtung von einem der Beispiele 45 bis 48 ferner ausgebildet zum Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment, und die Verarbeitungseinheit ist ferner ausgebildet zum Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 50 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 49 ferner ausgebildet zum Anpassen des Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 51 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 49 oder Beispiel 50 ferner ausgebildet zum Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  • Bei Beispiel 52 ist die elektronische Komponente der Vorrichtung von einem der Beispiele 45 bis 51 ein Transistor.
  • Bei Beispiel 53 repräsentiert das Signal eine Spannung an einem Anschluss des Transistors, eine Spannung zwischen Anschlüssen des Transistors oder einen Strom an einem Anschluss des Transistors in der Vorrichtung von Beispiel 52.
  • Bei Beispiel 54 ist die Charakteristik der elektronischen Komponente der Vorrichtung von Beispiel 52 oder Beispiel 53 eine Schwellenspannung des Transistors, ein Drain-Sättigungsstrom des Transistors, eine Transkonduktanz des Transistors, ein Gate-Leckstrom des Transistors, ein Bulkstrom des Transistors, eine Stromverstärkung des Transistors, ein differenzieller Eingangswiderstandswert des Transistors, ein differenzieller Ausgangswiderstandswert des Transistors oder ein maximaler Kollektorstrom des Transistors.
  • Bei Beispiel 55 ist das Signal ein transientes Signal in der Vorrichtung von einem der Beispiele 45 bis 54.
  • Bei Beispiel 56 sind die Messeinheit und die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von einem der Beispiele 45 bis 55 ferner ausgebildet zum ausschließlichen Betreiben ansprechend auf ein Auslöseereignis.
  • Bei Beispiel 57 ist das Auslöseereignis für die Vorrichtung von Beispiel 56 ein Eintritt eines vorbestimmten Zeitmoments, ein Ereignis, wobei ein Spannungswert des Signals über einem Schwellenwert ist oder ein Ereignis, wobei sich ein Betriebsmodus der Halbleiterschaltung ändert.
  • Beispiel 58 ist eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, umfassend eine Messeinheit, die ausgebildet ist zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, und eine Verarbeitungseinheit, die ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Bei Beispiel 59 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 58 ferner ausgebildet zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters 240 der Halbleiterschaltung 210, 310 basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Bei Beispiel 60 ist die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung von Beispiel 58 oder Beispiel 59 ferner ausgebildet zum Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einer Temperatur der Halbleiterschaltung.
  • Beispiel 61 ist ein Halbleitersubstrat, umfassend eine elektronische Komponente und eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes der elektronischen Komponente gemäß einem der Beispiele 32 bis 44.
  • Beispiel 62 ist ein Halbleitersubstrat, umfassend eine Halbleiterschaltung und eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes der Halbleiterschaltung gemäß einem der Beispiele 45 bis 57 oder eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes der Halbleiterschaltung gemäß einem der Beispiele 57 bis 60.
  • Bei Beispiel 63 ist die Halbleiterschaltung 530 des Halbleitersubstrats von Beispiel 62 ausgebildet zum Verarbeiten eines Radio frequenz-Signals.
  • Beispiel 64 ist ein mobiles Kommunikationsgerät, das ein Halbleitersubstrat gemäß Beispiel 61 oder ein Halbleitersubstrat gemäß Beispiel 62 oder Beispiel 63 umfasst.
  • Beispiel 65 ist ein Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente, umfassend ein Mittel zum Messen einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente und ein Mittel zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Bei Beispiel 66 ist das Mittel zum Berechnen des Mittels von Beispiel 65 ferner ausgebildet zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Beispiel 67 ist ein Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, umfassend ein Mittel zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, wobei das Signal auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung bezogen ist; und ein Mittel zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals, wobei das Mittel zum Berechnen ferner ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  • Bei Beispiel 68 ist das Mittel zum Berechnen des Mittels von Beispiel 67 ferner ausgebildet zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Beispiel 69 ist ein Mittel zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, umfassend ein Mittel zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung und ein Mittel zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  • Bei Beispiel 70 ist das Mittel zum Berechnen des Mittels von Beispiel 69 ferner ausgebildet zum Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium und zum Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  • Beispiele können weiterhin ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen eines der obigen Verfahren bereitstellen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Ein Fachmann wurde leicht erkennen, dass Schritte verschiedener oben beschriebener Verfahren durch programmierte Computer durchgeführt werden können. Hierbei sollen einige Beispiele auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare oder computerausführbare Programme von Anweisungen codieren, wobei die Anweisungen einige oder alle der Schritte der oben beschriebenen Verfahren durchführen. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien sein. Auch sollen weitere Beispiele Computer programmiert zum Durchführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren oder (feld-)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLA = (Field) Programmable Logic Arrays) oder (feld-)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays) programmiert zum Durchführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren abdecken.
  • Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Es versteht sich daher, dass der Fachmann verschiedene Anordnungen ableiten kann, die, obwohl sie nicht ausdrücklich hier beschrieben oder dargestellt sind, die Grundsätze der Offenbarung verkörpern und in ihrem Sinn und Rahmen enthalten sind. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele ausdrücklich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen, und sollen als ohne Begrenzung solcher besonders aufgeführten Beispiele und Bedingungen dienend aufgefasst werden. Weiterhin sollen alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung wie auch besondere Beispiele derselben deren Entsprechungen umfassen.
  • Als „Mittel für...” (Durchführung einer gewissen Funktion) bezeichnete Funktionsblöcke sind als Funktionsblöcke umfassend Schaltungen zu verstehen, die jeweils zum Durchführen einer gewissen Funktion ausgebildet sind. Daher kann ein „Mittel für etwas” ebenso als „Mittel ausgebildet für oder geeignet für etwas” verstanden werden. Ein Mittel ausgebildet zum Durchführen einer gewissen Funktion bedeutet daher nicht, dass ein solches Mittel notwendigerweise die Funktion durchführt (zu einem gegebenen Zeitmoment).
  • Funktionen verschiedener, in den Figuren dargestellter Elemente einschließlich jeder als „Mittel”, „Mittel zur Bereitstellung eines Sensorsignals”, „Mittel zum Erzeugen eines Sendesignals” usw. bezeichneter Funktionsblöcke können durch die Verwendung dedizierter Hardware wie beispielsweise „eines Signalanbieters”, „einer Signalverarbeitungseinheit”, „eines Prozessors”, „einer Steuerung”, usw. wie auch als Hardware fähig der Ausführung von Software in Verbindung mit zugehöriger Software bereitgestellt werden. Weiterhin könnte jede hier als „Mittel” beschriebene Instanz als „ein oder mehrere Module”, „eine oder mehrere Vorrichtungen”, „eine oder mehrere Einheiten”, usw. implementiert sein oder diesem entsprechen. Bei Bereitstellung durch einen Prozessor können die Funktionen durch einen einzigen dedizierten Prozessor, durch einen einzelnen gemeinschaftlich verwendeten Prozessor oder durch eine Vielzahl einzelner Prozessoren bereitgestellt werden, von denen einige gemeinschaftlich verwendet werden können. Weiterhin soll ausdrückliche Verwendung des Begriffs „Prozessor” oder „Steuerung” nicht als ausschließlich auf zur Ausführung von Software fähige Hardware bezogen ausgelegt werden, und kann implizit ohne Begrenzung Digitalsignalprozessor-(DSP-)Hardware, Netzprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), feldprogrammierbare Logikanordnung (FPGA = Field Programmable Gate Array), Nurlesespeicher (ROM = Read Only Memory) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM = Random Access Memory) und nichtflüchtige Speichervorrichtung (storage) einschließen. Auch kann sonstige Hardware, herkömmliche und/oder kundenspezifische, eingeschlossen sein.
  • Der Fachmann sollte verstehen, dass alle hiesigen Blockschaltbilder konzeptmäßige Ansichten beispielhafter Schaltungen darstellen, die die Grundsätze der Offenbarung verkörpern. Auf ähnliche Weise versteht es sich, dass alle Ablaufdiagramme, Flussdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden können, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor ausdrücklich dargestellt ist.
  • Weiterhin sind die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Wenn jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass – obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine besondere Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann – andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs einschließen können. Diese Kombinationen werden hier vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Weiterhin sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.
  • Es ist weiterhin zu beachten, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren durch eine Vorrichtung mit Mitteln zum Durchführen jeder der jeweiligen Schritte dieser Verfahren implementiert sein können.
  • Weiterhin versteht es sich, dass die Offenbarung vielfacher, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden sollte. Durch die Offenbarung von vielfachen Schritten oder Funktionen werden diese daher nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Weiterhin kann in einigen Beispielen ein einzelner Schritt mehrere Teilschritte einschließen oder in diese aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts bilden, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.

Claims (25)

  1. Ein Verfahren (600) zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente, umfassend: Messen (602) einer Wellenform eines Signals bezogen auf die elektronische Komponente; und Berechnen (604) eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit einem Qualitätskriterium; und Anpassen eines Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  3. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente ferner auf einer Temperatur der elektronischen Komponente basiert.
  4. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment; und Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  5. Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner ein Anpassen des Betriebsparameters der elektronischen Komponente basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird, umfasst.
  6. Das Verfahren gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner ein Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird, umfasst.
  7. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Komponente ein Transistor ist.
  8. Das Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren nur ansprechend auf ein Auslöseereignis durchgeführt wird.
  9. Ein Verfahren (700) zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung, umfassend: Messen (702) einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, wobei das Signal auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung bezogen ist; Berechnen (704) eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals; und Berechnen (706) eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner umfassend: Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung mit einem Qualitätskriterium; und Anpassen eines Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei das Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente ferner auf einer Temperatur der Halbleiterschaltung basiert.
  12. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner umfassend: Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment; und Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Verfahren ferner ein Anpassen des Betriebsparameters der Halbleiterschaltung basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird, umfasst.
  14. Das Verfahren gemäß Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei das Verfahren ferner ein Anpassen des Zuverlässigkeitsmodells basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird, umfasst.
  15. Ein Vorrichtung (100) zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer elektronischen Komponente (110), umfassend: eine Messeinheit (120), die ausgebildet ist zum Messen einer Wellenform eines Signals (111) bezogen auf die elektronische Komponente (110); und eine Verarbeitungseinheit (130), die ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente (110) basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente (110) unter Verwendung der Wellenform des Signals (111).
  16. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Verarbeitungseinheit (130) ferner ausgebildet ist zum: Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente (110) mit einem Qualitätskriterium; und Anpassen eines Betriebsparameters (112) der elektronischen Komponente (110) basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  17. Die Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (130) ferner ausgebildet ist zum Berechnen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente (110) basierend auf einer Temperatur der elektronischen Komponente (110).
  18. Die Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messeinheit (120) ferner ausgebildet ist zum Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente (110) zu einem Zeitmoment, und wobei die Verarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist zum Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente (110) mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente (110), der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  19. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die Verarbeitungseinheit (130) ferner ausgebildet ist zum Anpassen des Betriebsparameters (112) der elektronischen Komponente (110) basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente (110) und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente (110), der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  20. Eine Vorrichtung (200, 300) zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes einer Halbleiterschaltung (210, 310), umfassend: eine Messeinheit (220, 320-1), die ausgebildet ist zum Messen einer Wellenform eines Signals an einem Knoten der Halbleiterschaltung, wobei das Signal auf eine elektronische Komponente der Halbleiterschaltung bezogen ist; und eine Verarbeitungseinheit (230), die ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der elektronischen Komponente basierend auf einem Zuverlässigkeitsmodell der elektronischen Komponente unter Verwendung der Wellenform des Signals, wobei die Verarbeitungseinheit (230) ferner ausgebildet ist zum Berechnen eines vorhergesagten Wertes einer Charakteristik der Halbleiterschaltung (310) basierend auf dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente.
  21. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei die Verarbeitungseinheit (230) ferner ausgebildet ist zum: Vergleichen des vorhergesagten Wertes der Charakteristik der Halbleiterschaltung (310) mit einem Qualitätskriterium; und Anpassen eines Betriebsparameters (240) der Halbleiterschaltung basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs.
  22. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei die Messeinheit (320-2) ferner ausgebildet ist zum Messen eines momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente zu einem Zeitmoment, und wobei die Verarbeitungseinheit (230) ferner ausgebildet ist zum Vergleichen des momentanen Wertes der Charakteristik der elektronischen Komponente mit dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  23. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei die Verarbeitungseinheit (230) ferner ausgebildet ist zum Anpassen des Betriebsparameters (240) der Halbleiterschaltung basierend auf dem Vergleich zwischen dem momentanen Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente und dem vorhergesagten Wert der Charakteristik der elektronischen Komponente, der für den Zeitmoment oder das Qualitätskriterium berechnet wird.
  24. Ein Halbleitersubstrat (420), umfassend eine elektronische Komponente (430) und eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes der elektronischen Komponente gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19.
  25. Ein Halbleitersubstrat (520), umfassend eine Halbleiterschaltung (530) und eine Vorrichtung zum Vorhersagen eines zukünftigen Zustandes der Halbleiterschaltung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24.
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