IEC 61967-82023 集成电路.电磁发射的测量.第8部分辐射发射的测量.IC带状线法标准立项发展报告

集成电路电磁发射的测量第8部分：辐射发射的测量IC带状线法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:IntegratedCircuits-MeasurementofElectromagneticEmissions-Part8:MeasurementofRadiatedEmissions-ICStriplineMethod摘要随着集成电路（IC）工作频率的不断提升与集成度的持续增加，电磁兼容性（EMC）问题已成为制约电子信息系统性能与可靠性的关键因素。辐射发射测量作为IC电磁兼容性评估的核心手段，其测试方法的标准化对于产品研发、质量控制和国际贸易具有重要的基础性支撑作用。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的IEC61967-8:2023标准《集成电路电磁发射的测量第8部分：辐射发射的测量IC带状线法》展开系统分析，重点阐述该标准的立项背景、技术内容、方法原理及其在行业中的应用价值。报告指出，IC带状线法凭借其高灵敏度、良好的重复性和对芯片局部辐射特性的表征能力，已成为IC辐射发射测量领域的重要标准化方法之一。该标准的发布为集成电路电磁兼容测试提供了统一的技术依据，对推动全球半导体产业的技术进步与市场规范化发展具有重大意义。关键词：集成电路；电磁发射；辐射发射；IC带状线法；电磁兼容；国际标准Keywords:IntegratedCircuits;ElectromagneticEmission;RadiatedEmission;ICStriplineMethod;ElectromagneticCompatibility;InternationalStandard一、引言1.1研究背景当今社会已全面进入信息化时代，集成电路作为现代电子设备的核心元器件，其应用范围已渗透到通信、汽车电子、航空航天、医疗设备、消费电子等几乎所有电气电子领域。与此同时，IC的工作频率已从过去的几十兆赫兹提升至数吉赫兹甚至更高，信号边沿的急剧变化导致芯片在正常工作时不可避免地产生电磁辐射。这种辐射一方面可能对邻近的敏感设备造成电磁干扰（EMI），另一方面也关系到设备自身的电磁兼容性（EMC）性能是否满足法规要求。随着各国对电磁兼容法规和标准的日趋严格（如欧盟EMC指令2014/30/EU、中国GB/T17626系列标准等），对集成电路电磁发射进行准确、可重复的测量已成为产业界和检测认证机构的迫切需求。在这一背景下，国际电工委员会下属的IEC/TC47（半导体器件标准化技术委员会）及其分技术委员会SC47A（集成电路）持续推动集成电路电磁兼容测量方法的标准化工作，IEC61967系列标准便在此框架下应运而生。1.2标准的系列化框架IEC61967《集成电路电磁发射的测量》系列标准规定了IC电磁发射测量的通用条件和多种各具特色的测试方法。该系列标准主要包括以下部分：-IEC61967-1：通用条件和定义，规定了测量条件、测试板设计、仪器设备要求等基础性内容；-IEC61967-2：辐射发射测量——TEM小室法；-IEC61967-3：辐射发射测量——表面扫描法；-IEC61967-4：传导发射测量——1Ω/150Ω直接耦合法；-IEC61967-5：传导发射测量——法拉第笼法（工作台法）；-IEC61967-6：传导发射测量——磁场探针法；-IEC61967-8：辐射发射测量——IC带状线法。本报告聚焦于IEC61967-8:2023，即IC带状线法测量集成电路辐射发射的标准文件。1.3IEC61967-8标准的修订历程与意义IEC61967-8标准的首次发布可以追溯至2011年（IEC61967-8:2011），其在IEC61967系列中确立了IC带状线这一独特的辐射发射测量方法。IC带状线法基于带状线（stripline）结构，在可控的阻抗环境中测量IC芯片产生的辐射电磁场能量，具有灵敏度高、测量频带宽、成本相对较低等优势，尤其适用于芯片级辐射特性的表征和芯片封装设计的优化迭代。2023年5月3日，国际电工委员会正式发布了IEC61967-8:2023版本，取代了旧版标准。新版标准在技术内容、测试装置设计、校准方法、测量不确定度分析等方面进行了系统修订和优化，充分反映了近年来集成电路技术和电磁兼容测试技术的最新进展。二、标准技术内容概述2.1标准的适用范围IEC61967-8:2023规定了使用IC带状线法测量集成电路辐射电磁发射的方法，适用于封装后的IC（包括CSP、BGA、QFP、SOP等各类封装形式），也可扩展至裸芯片的电磁辐射特性评估。该标准所规定的测量频率范围通常覆盖150kHz至1GHz（具体上限取决于带状线结构的设计和测试设备的性能），能够满足绝大多数数字IC和混合信号IC辐射发射测量的需求。2.2测量原理与技术路线IC带状线法的核心测量原理是：将被测IC安装于专门设计的测试印刷电路板（PCB）上，IC的辐射发射通过带状线结构以电磁耦合的方式被接收，进而由频谱分析仪或接收机进行定量测量。典型的IC带状线测量装置由以下几部分构成：1.带状线主体结构：由平行排列的信号导体和接地导体构成，形成一个具有确定特性阻抗（通常为50Ω）的传输线结构。IC位于带状线的中心区域，其辐射的电磁场通过与传输线的耦合转化为可测量的射频信号；2.测试PCB：执行与TEM小室法类似的标准化测试板设计规则，确保IC安装在带状线耦合区域的正下方或正上方；3.射频测量设备：包括频谱分析仪或EMI测试接收机、前置放大器（如需要）、校准套件等。测量过程中，IC按照规定的运行配置（工作模式、时钟频率、负载条件等）被驱动运行，产生电磁辐射；辐射能量经带状线耦合后传输至测量设备，测得的结果即为IC在该特定配置下的辐射发射电平，通常以dBμV或dBm为单位表示。2.3IC带状线法的技术特点与IEC61967-2中规定的TEM小室法相比，IC带状线法具有以下突出的技术优势：第一，测量灵敏度更高。带状线结构对被试IC的近场辐射具有更强的耦合效率，能够捕捉到更微弱的辐射信号，有利于低辐射水平IC的准确评估；第二，测试装置成本相对经济。带状线的制造和装配工艺较TEM小室更为简单，对场地空间的要求也更为灵活；第三，具有良好的可重复性和可比性。通过标准化的带状线尺寸、测试板布局和校准程序，不同实验室之间获得的测量结果具有较好的可比性，有利于实验室间的比对和能力验证活动；第四，适用于芯片设计阶段的迭代优化。由于IC带状线装置对被封装IC的近场辐射分布敏感，设计工程师可以在芯片封装阶段较早地获取辐射特性反馈，及时优化封装方案和PCB布局设计。2.42023版标准的主要技术变化IEC61967-8:2023相较于2011年的首版，在以下技术要点上进行了修订或完善：-更新了规范性引用文件，与IEC61967-1的最新版本保持协调一致；-优化了带状线测试装置的结构设计指南，增加了对不同封装类型IC的适配性说明；-完善了校准方法和校准周期建议，进一步降低了系统误差对测量结果的影响；-增加了测量不确定度评定的指引性内容，与ISO/IEC17025对实验室测量不确定度评估的要求更好地衔接；-根据实际应用经验，更新了测试配置记录表格和测试报告模板。2.5标准的产品分类归属在标准分类方面，IEC61967-8:2023归属于集成电路、微电子学类别。与国际标准分类法（ICS）相对应，该标准涉及31.200（集成电路、微电子学）领域，同时也与33.100（电磁兼容性）领域密切相关，体现了跨学科、跨领域的标准化特征。三、标准发布机构及其工作体系3.1国际电工委员会（IEC）概况IEC61967-8:2023由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，简称IEC）制定和发布。IEC成立于1906年，是电气和电子工程领域最具权威性的全球性标准化组织之一，总部位于瑞士日内瓦。IEC的成员包括全球170多个国家和地区的国家委员会（NationalCommittees），其制定的国际标准在全球范围内被广泛采纳和应用。IEC的工作范围涵盖发电、输电、配电、电气设备、电子产品、半导体器件、电磁兼容、可再生能源等众多技术领域。IEC标准的制定遵循公开、透明、协商一致的原则，通过各成员国专家参与的技术委员会（TC）和分技术委员会（SC）展开具体工作。IEC标准不仅是国际贸易中的技术协调工具，也是各国制定国家标准和行业规范的重要技术基础。3.2归口技术委员会：IEC/TC47和SC47AIEC61967-8:2023由IEC/TC47（半导体器件技术委员会）归口管理。TC47负责制定涵盖半导体器件（包括分立器件、集成电路和微机电系统）的术语、符号、测量方法、可靠性试验方法和产品规范等方面的国际标准。在TC47的组织架构下，SC47A（集成电路分技术委员会）具体承担集成电路领域的标准化工作，包括集成电路的电磁兼容性测量方法标准的制定与维护。SC47A汇集了来自各主要工业国家的电磁兼容和集成电路测试领域的资深专家，通过工作组（WorkingGroup，简称WG）会议、全体会议、标准草案审查（CD、DIS、FDIS各阶段）等程序，稳步推进IEC61967系列标准的制修订工作。3.3IEC标准的制修订程序IEC国际标准的制定遵循严格的阶段性程序，通常包括：1.提案阶段（NP）：新工作项目提案的提交与表决；2.起草阶段（WD）：工作组内部草拟技术内容；3.委员会草案阶段（CD）：提交至分技术委员会各成员国征求意见；4.询问草案阶段（DIS）：公开投票和意见征集；5.最终国际标准草案阶段（FDIS）：最终文本表决；6.正式发布阶段：标准出版发行。IEC61967-8:2023的修订工作正是在上述程序框架内历经多轮专家评审和技术讨论后完成的。新版的发布体现了SC47A各成员国专家对带状线法技术细节的深入共识，也是对不断发展的IC技术需求的积极回应。四、标准的技术价值与行业应用4.1技术价值分析IEC61967-8:2023作为IC辐射发射测量领域的国际标准，具有深厚的技术价值和工程实践意义。首先，该标准在带状线结构的设计参数、测试条件设置、测量设备的技术要求等关键环节提供了明确的技术指标和操作规范，有效保证了不同测量环境下的测试结果具有可比性。其次，该标准给出的测量方法和数据表达方式，为IC设计人员提供了量化的辐射性能指标，可通过"辐射发射水平—封装结构—版图布局"的关联分析，为低辐射设计提供数据支撑。再者，对于第三方检测机构和认证实验室而言，按照IEC61967-8:2023进行测试不仅意味着获得国际互认的检测结果，也是实验室能力建设和质量管理体系持续改进的重要组成部分。4.2典型应用场景在汽车电子领域，随着智能网联汽车的高速发展，车载IC的电磁兼容性能直接关系到整车EMC性能的达标与否。IEC61967-8:2023所规定的IC带状线法可用于车规级芯片在开发阶段的辐射发射预评估，帮助芯片供应商提前发现潜在的EMC风险，减少后期整改成本。在通信与消费电子领域，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等终端产品的射频性能和电磁兼容性能密不可分。IC辐射发射的准确测量，为终端产品的EMC合规设计提供了芯片级的依据，有助于缩短产品开发周期。在医疗电子和航空航天等对电磁环境有着极高要求的领域，IEC61967-8:2023同样为关键IC器件的辐射发射特性筛选和验收测试提供了标准化的技术手段。4.3与其他相关标准的协同IEC61967-8:2023并非孤立的技术文件。在IEC61967系列内部，它以IEC61967-1规定的通用条件和术语为基础，与TEM小室法（第2部分）、表面扫描法（第3部分）等方法互为补充，共同构成完整的IC辐射发射测量方法体系。在更广泛的IEEE/ANSI和IEC标准框架中，IEC61967系列也与IEC62132系列（集成电路抗扰度测量）紧密配合，为IC电磁兼容性的完整评价提供了系统性框架，直接支撑了IEC62215系列（集成电路脉冲抗扰度测量）等标准的实施。此外，各主要标准体系之间亦有协同：例如，中国国家标准GB/T17626系列（电磁兼容试验和测量技术）在系统级EMC测试方面与IEC61967系列形成了从器件级到系统级的互补关系。值得注意的是，由于各国技术发展水平和产业需求的不同，不同国家标准在采纳IEC61967-8时可能存在技术内容上的差异，例如在频率范围的上限设定、测试板设计规则的细节等方面可能有所调整，这种差异反映了国际标准在各国的本土化适配过程。五、主要参与单位和组织5.1主要参与企事业单位介绍IEC61967-8:2023的修订工作汇聚了来自全球多个国家和地区的电磁兼容专家和企业技术骨干。限于标准制定过程的保密性要求，无法逐一列举所有参与单位的名称。但从IEC/SC47A的工作体系以及IEC61967系列标准的历年维护工作来看，以下几个类型的机构和组织深度参与了该标准的制定和维护：（一）国际著名半导体公司的EMC测试与设计团队。包括英飞凌（Infineon）、意法半导体（STMicroelectronics）、恩智浦（NXP）、瑞萨电子（Renesas）等头部半导体企业，其EMC实验室的工程技术人员长期活跃于SC47A的技术工作组，为标准的修订提供了大量来自产业实践的工程数据和测试经验。这些企业凭借丰富的产品线和先进的测试平台，在带状线结构设计优化、不同封装适配性验证等方面做出了重要贡献。（二）独立第三方检测认证机构。如德国莱茵TÜV集团、SGS集团、ULSolutions等在电磁兼容测试领域具有国际声誉的检测认证机构。这些机构在标准的应用端为实验室间的比对验证和方法有效性确认提供了宝贵的数据支持，同时也在标准文本的可操作性和可实施性方面提出了大量建设性意见。（三）各国标准化机构和学术研究力量。德国标准化协会（DIN）下属的DKE（德国电气、电子和信息技术委员会）、日本工业标准调查会（JISC）、中国国家标准化管理委员会（SAC）等国家标准化机构在标准投票和意见反馈阶段发挥了重要作用。此外，部分大学和研究机构（如德国斯图加特大学、日本东北大学等）的电磁兼容研究团队也通过理论分析和实验验证，为IC带状线法中的电磁场建模和校准方法优化提供了理论支撑。5.2中国在标准制修订中的参与作为IEC的正式成员国，中国长期深度参与IEC/TC47和SC47A的各项标准化活动。中国电子技术标准化研究院（CESI）、中国信息通信研究院（CAICT）等国内权威标准化研究机构，以及华为、中兴微电子、紫光展锐等国内领先的半导体和通信企业，均参与了IEC61967系列标准的相关工作组和技术讨论。中国专家在带状线法测量方案的完善、测试结果可比性分析等方面积极建言献策，维护了我国在集成电路电磁兼容标准化领域的参与权和话语权。与此同时，为促进国际标准在我国的转化应用，全国集成电路标准化技术委员会（SAC/TC599）一直关注IEC61967系列的国内转化工作，推动相应国家标准或行业标准的制定，以助力国内集成电路产业的EMC测试能力整体提升和国际化水平的不断进步。六、结论与展望IEC61967-8:2023《集成电路电磁发射的测量第8部分：辐射发射的测量IC带状线法》的发布，是国际集成电路电磁兼容标准化领域的一项重要成果。该标准在原有技术框架基础上，结合近年来IC技术发展趋势和EMC测量技术的进步，对IC带状线法的技术细节进行了系统优化和明确，进一步巩固了其作为IC辐射发射标准测量方法之一的权威地位。从技术角度来看，IC带状线法以其高灵敏度、经济性、可重复性以及适用于芯片设计周期早期评估等优势，必将在各类IC产品的辐射发射特性表征、设计优化和质量管控中得到更加广泛的应用。随着5G/6G通信、人工智能、自动驾驶、物联网等新兴技术的蓬勃发展，IC的工作频率和集成规模将持续攀升，对更宽频带、更精确、更高效的辐射发射测量方法的需求也将日益增长，这将推动IEC61967-8在未来不断进行技术迭代和版本更新。从标准化生态的角度来看，IEC61967-8:2023与系列标准中的其他测量方法（如TEM小室法、表面扫描法等）共同构成了一套适应不同应用场景和精度需求的IC辐射发射测试工具集，其协调发展的局面为全球IC产业的电磁兼容性管理提供了系统化的技术保障。未来，随着测量不确定