電子產品中芯片溫度過高是人們最常遇到的產品失效原因之一。電腦、手機等電子產品在長時間使用后反應變慢，實際上除了軟件運行過程中產生的數據碎片，芯片持續工作在高溫下，其內部架構的“破損”也是不可避免的原因之一。生活中應該都有這樣的經歷，使用一段時間后的電腦，即使更換裝有全新系統的硬盤，其反應速度也不會有太大改善。這就是因為電腦內部硬件的“破損”，這種“破損”會隨著運行時間的延長持續加大，性能也持續衰減。

事實上，拋除外力的沖擊，如進水、跌落、撞擊、拉拽、折彎等意外因素，所有電子芯片失效的直接原因都是封裝溫度過高。美國空軍航空電子完整計劃曾對所有芯片的失效原因做過分析，結果發現由于溫度過高而導致的失效占所有故障原因的55%。

電子產品失效因素（數據來源：美國空軍航空電子完整性計劃，AVIP）

對于溫度對產品運行壽命的影響，一個接近實際情況的近似估測是：芯片溫度每升高10℃，其運行壽命減半。當然，這里的溫度上升10℃，是在芯片正常工作溫度范圍。下圖為某典型芯片運行壽命隨時間的變化曲線：

（按照環境溫度60℃，活化能1.0eV計算）

圖中可清楚地看出，在70℃~140℃范圍內時，芯片的運行壽命會隨溫度的升高迅速下滑。

實質上，溫度控制的意義遠不止防止芯片失效。以LED燈舉例，除了嚴重影響運行時長，結溫上升還會劇烈影響光輸出效率。光輸出效率降低后，實現相同的亮度，LED燈的發熱量將會上升，帶來更大的能源消耗。

（圖片來源：《溫度對LED的影響分析》，

                                                                            http://wenku.baidu.com/view/469630c1d5bbfd0a79567356.html?re=view）

另外，結溫的上升，對于光質量的控制也有負面的影響。當溫度上升，功能芯片的實現相同的運算效率，其能耗會上升。在更高的溫度下，物質的化學活性更高，性質變得更加不穩定，芯片自身的穩定性也會變差。

因此，芯片的溫度對電子產品的運行壽命、能源效率以及性能對穩定性三個方面都有非常直接且顯著的影響。電子產品制作完成后最初測試可以正常運行，完全不能說明其就是合格可靠的。一款優秀的、經得起市場考驗的電子產品，必須進行溫度控制設計。而對于當前火爆的消費類終端產品，例如手機、平板電腦、游戲機等，不僅要控制好芯片溫度，產品的外殼溫度也是影響客戶體驗的關鍵方面。隨著電子產品功率密度的持續提升，電子產品的散熱問題必將日益凸顯，熱設計工程師面臨巨大的挑戰與機遇。

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參考資料：

陳繼良：從零開始學散熱.第四版.第一章

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