提升芯片智能化生产的器件失效分析

智能化自动化生产是现代化芯片生产的主要发展趋势之一,通过失效分析手段进行芯片良率提升并将失效数据模型补充至智能化生产的监测管理是自动化芯片代工的重要手段。本文以60 V沟槽功率器件为研究对象,通过完成芯片制造全流程后电性测试得到的良率数据,从失效检测的电性、剖面形貌出发,利用结构形貌结果反推工艺失效节点,并建立失效数据库。结果表明,采用热点分析及高倍电镜观察可快速排查芯片的器件失效的结构,并根据工艺流程迅速判断失效工艺步骤。     

基于傅里叶级数解析热扩散角的功率模块热阻抗物理模型

绝缘栅双极型晶体管功率模块失效主要由温度因素诱发。为提高功率模块可靠性,RC热阻抗模型被提出用于实时预测芯片结温。随着功率密度的提高,模块横向扩散愈发明显,多芯片热耦合效应愈加突出,导致传统RC模型会引入较大误差。文中针对RC模型精准度不足进行改进,揭示热扩散角取决于热流密度的物理内涵,结合多层封装结构下的傅里叶级数解析热流模型,建立一维RC热网络与三维热流物理场的本质联系,构造计及多芯片热路耦合的扩散角热网络,较为准确地描述多芯片结温动态特性,揭示热扩散与热耦合效应对芯片温度场形成的规律。与其他传统热扩散角模型相比,所提出方法的结温计算结果准确度最高。最后以型号SEMi X603GB12E4p模块为例,针对提出的物理模型进行验证,仿真与实验结果均表明,该模型能够表征不同工况条件下功率模块的热过程,验证了所提建模方法的有效性与准确性,误差小于4%,且验证了所提模型较不计及热耦合模型精度提高了16.72%。     

考虑多种储能的数据中心综合能源系统配置优化

数据中心是中国数字化发展的关键基础设施,如何通过配置多种储能设施以降低数据中心综合用能成本亟须研究。对数据中心采用的储能技术路径进行了效益分析,考虑了数据中心综合能源系统配置优化及能源系统运行策略。以北京某数据中心为例,进行算例分析,结果表明数据中心优化配置应急与调峰储能及系统运行策略对数据中心提高能源供应可靠性、降低运行成本具有积极作用。     

影响空气绝缘隔离开关开合容性小电流试验中恢复电压保持时间因素的研究

标准IEC/TR 62271-305: 2009和GB/T 1984—2014中已对空气绝缘隔离开关开合容性小电流做出了专门的规定,与气体绝缘隔离开关开合母线充电电流试验方式3相比,在很多方面做出了新的要求。其中,在试验时要求恢复电压应在隔离开关到达其完全分闸位置后保持10 s。为此对标准试验回路进行了理论推导,发现了恢复电压保持时间和试验回路参数的关系,然后通过试验验证了其正确性。在此基础上得到了试验中恢复电压的特点及影响保持时间长短的因素,给出了满足标准要求的负载侧回路的时间常数。     

光电导太赫兹源回路电感对其辐射特性的影响

光电导太赫兹源（Photo-Conductive Antenna,PCA）已广泛用于太赫兹时域光谱系统（THz-TDS）。在THz-TDS系统中,处于偏置状态的PCA被飞秒激光触发因光生载流子,在偏置电场下的加速运动而向自由空间辐射太赫兹波,同时在PCA偏置回路中形成脉冲电流。通常给PCA加载偏置电压的回路有不同结构的电路设计,导致PCA装架的基板回路不可避免地存在一定电感,由此引起的电磁惯性会显著影响回路中脉冲电流的脉宽,电流脉冲的脉宽会随回路电感的增大而展宽。那么PCA回路电感是否会影响PCA向自由空间辐射THz波的特性,这是设计PCA基板电路面临的问题所在。本文尝试在PCA回路中加入不同电感值的电感元件,通过实验测试了PCA辐射THz波的时域波形和频谱,结果表明,PCA回路电感的数值对PCA辐射THz波没有明显影响,从而对不同场合应用的PCA基板结构和电路设计提供了实验基础。     

视场非完全重叠的分布式雷达多目标跟踪方法

在探测能力、波形设计及天线指向等因素制约下,分布式雷达视场并非完全重合,由此造成的观测信息差异给后续信息融合带来了巨大挑战。该文基于高斯混合实现的集势概率假设密度(CPHD)滤波器,提出了一种视场部分重叠下的分布式雷达多目标跟踪方法。首先,利用多目标密度乘积切分出概率假设密度(PHD)中表征共同观测信息的部分;之后,标准的分布式融合(算术平均或几何平均融合)方法作用于切分出的共同观测目标信息以提升跟踪性能,补偿融合则作用于雷达单独观测目标信息以扩展视场范围。该文方法无须视场先验信息,能够适应雷达视场未知时的分布式融合多目标跟踪场景。仿真实验验证了所提出方法在未知、时变雷达视场下跟踪多目标的性能,表明了该文方法比基于高斯混合的聚类方法性能更好。      

带有资源冲突的Seru在线并行调度算法

随着大规模定制的市场需求日趋显著,赛如生产系统(Seru production system,SPS)应运而生,逐渐成为研究和应用领域的热点.本文针对带有资源冲突的Seru在线并行调度问题进行研究,即需要在有限的空间位置上安排随动态需求而构建的若干Seru,以总加权完工时间最小为目标,决策Seru的构建顺序及时间.先基于平均延迟最短加权处理时间(Average delayed shortest weighted processing time,AD-SWPT)算法,针对其竞争比不为常数的局限性,引入调节参数,得到竞争比为常数的无资源冲突的Seru在线并行调度算法.接下来,引入冲突处理机制,得到有资源冲突的Seru在线并行调度算法,αAD-I(α-average delayed shortest weighted processing time-improved)算法,特殊实例下可通过实例归约的方法证明其竞争比与无资源冲突的情况相同.最后,通过实验,验证了在波动的市场环境下算法对于特殊实例与一般实例的优越性.     

Comprehensive summary of solid oxide fuel cell control: a state-of-the-art review

A thermoelectric generation (TEG) system has the weakness of relatively low thermoelectric conversion efficiency caused by heterogeneous temperature distribution (HgTD). Dynamic reconfiguration is an effective technique to improve its overall energy efficiency under HgTD. Nevertheless, numerous combinations of electrical switches make dynamic reconfiguration a complex combinatorial optimization problem. This paper aims to design a novel adaptive coordinated seeker (ACS) based on an optimal configuration strategy for large-scale TEG systems with series–parallel connected modules under HgTDs. To properly balance global exploration and local exploitation, ACS is based on ‘divide-and-conquer’ parallel computing, which synthetically coordinates the local searching capability of tabu search (TS) and the global searching capability of a pelican optimization algorithm (POA) during iterations. In addition, an equivalent re-optimization strategy for a reconfiguration solution obtained by meta-heuristic algorithms (MhAs) is proposed to reduce redundant switching actions caused by the randomness of MhAs. Two case studies are carried out to assess the feasibility and superiority of ACS in comparison with the artificial bee colony algorithm, ant colony optimization, genetic algorithm, particle swarm optimization, simulated annealing algorithm, TS, and POA. Simulation results indicate that ACS can realize fast and stable dynamic reconfiguration of a TEG system under HgTDs. In addition, RTLAB platform-based hardware-in-the-loop experiments are carried out to further validate the hardware implementation feasibility.     

基于厂站-设备两级电力信息耦合模型的信息设备重要性评估

电力监控系统不仅会受到电力网一次设备的影响,还会面对信息层面网络攻击的威胁,因此评估通信设备的重要性对网络安全及大电网的安全稳定运行尤为重要。针对一般电网的电力监控系统与电力网高度耦合的特点,建立了基于厂站-设备两级的信息网与电力网耦合模型：第一级是由发电厂、变电站、调度中心组合而成的厂站级相依网络,第二级是由通信设备与电力设备组合而成的设备级复杂网络;构建了两级耦合网络的通信节点重要度指标和信息网络脆弱性指标;以山东省济南市某小型电网的电力监控系统为例,计算其网络指标,验证了该方法的有效性。该文对信息网络的风险评估具有指导意义。