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LS1043Aの最大コア温度

こんにちは。私のLS1043AXE7QQB（定格105℃）のコア（サーマルダイオードの読み取り値）は、周囲温度25℃の通常動作時に65℃で動作しています。周囲温度70℃の環境でシステムを16時間稼働させる生産テストを実施しました（各システムにつき1回）。この試験中、中心部の温度は121℃まで上昇する。問題はなく、それを軽減するために熱マネジメントを改善していく予定です。CPUを105度以上で短時間動作させた場合の影響は何ですか？また、16時間動作させた場合の許容最大コア温度は何度ですか？

Re: LS1043A maximum core temperature

こんにちは、

QorIQ Layerscapeファミリ(LS1043A、LS1046A、LX2160A — すべて同じ熱評価フレームワークを共有しています):

パラメータ	バリュー	電源
最大動作温度Tj	105℃	データシート
絶対最大値 / ストレージTstg	150℃ （150℃での累積曝露時間が1008時間以下）	データシート表 - 絶対最大定格

105℃のTj(max)は、内部サーマルダイオードによって測定されたシリコン接合部の温度を指しており、これはまさにコア温度の測定値が反映している値です。

2. 105℃以上での運転の影響

同じプロセッサファミリの複数のサポートケースからの公式見解:

「Tj(max) = 105℃を超える温度での動作は、デバイスの信頼性低下のリスクがあり、サポート対象外の動作条件です。 」

「機器を絶対最大定格の条件下に長時間さらすと、信頼性に影響を与えたり、永久的な損傷を引き起こしたりする可能性があります。 」

「この装置は105℃を超える温度では動作させてはならない。」

半導体物理学の観点から見ると、Tj(max)を超えると、いくつかのよく知られた劣化メカニズムが加速される。

エレクトロマイグレーション（金属配線の移動）は、温度の上昇に伴い指数関数的に加速する。
TDDB （時間依存型誘電破壊）—ゲート酸化膜の劣化
NBTI （負バイアス温度不安定性）— PMOSにおけるしきい値電圧の変動
ホットキャリア注入― トランジスタの特性に時間とともに影響を与える

これらはすべてアレニウスの速度論に従います。つまり、劣化速度は、認定限界温度を約10℃超えるごとにほぼ倍増します。121℃（定格105℃より16℃高い）では、劣化メカニズムは認定速度の約3～4倍の速度で進行します。これは即座に壊滅的な故障を引き起こすわけではなく、デバイスは機能し続けるが、耐用年数における信頼性予算を加速的に消費することになる。

試験中に故障が観測されなかったのは当然のことです。121℃という温度は、物理的な損傷が即座に発生する保管温度である150℃をはるかに下回っています。その影響は、即座に損傷を与えるのではなく、静かに信頼性を低下させるという形で現れる。

よろしくお願いします。