MTBF/FIT可靠性换算
MTBF ⇄ FIT ⇄ AFR ⇄ λ 四向联动，系统 FIT 合成、Arrhenius 加速因子与串/并联可靠性
四个模块一站式算清现场可靠性：① 基础换算——MTBF、FIT、年失效率 AFR、小时失效率 λ 任一输入其余联动，AFR 并列线性近似与指数式双口径； ② 系统合成——按器件行（名称 × 数量 × FIT）求 ΣFIT 与系统 MTBF，自动定位最弱环节；③ Arrhenius 加速因子——Ea/k 温度加速模型，烧机时长与现场年限互折； ④ 串/并联可靠性——n 个相同单元的可靠度与 MTBF 视角。全部计算在浏览器本地完成。
MTBF 是随机失效期失效率的倒数，不是日历寿命也不是保修期；DPPM 管出厂质量、FIT 管现场可靠性，两者不能互相换算。 内置自核锚点：MTBF = 10⁹ h → FIT = 1；FIT = 250 → MTBF = 4×10⁶ h；MTBF = 80,000 h → FIT = 12,500；Ea = 0.7 eV、55℃→125℃ → AF ≈ 77.66。
基础换算（MTBF ⇄ FIT ⇄ AFR ⇄ λ）
任一字段输入即以其为基准联动换算其余三项；AFR 字段为线性口径（= FIT×8760/10⁹），反解亦按线性。
MTBF = 10⁹ / FIT
4,000,000 h
≈ 456.6 年连续通电
FIT = 10⁹ / MTBF
250
次 / 10⁹ 器件小时
年失效率 AFR（双口径）
0.219%
线性近似；指数式 1−exp(−8760/MTBF) = 0.2188%（相对差 0.11%）
失效率 λ = 1 / MTBF
2.5×10⁻⁷
次 / 小时（= FIT×10⁻⁹）
口径注记：MTBF 是失效率倒数不是日历寿命——给定任务时间内能不能撑住，要用可靠度 R = exp(−t/MTBF) 另算（见侧栏串/并联模块）； DPPM 管出厂质量、FIT 管现场可靠性。AFR 常见量级（MTBF ≥ 4.4×10⁶ h、AFR < 0.2%）下线性与指数式相对差 < 0.1%，失效率更高时以指数式为准。
系统合成（串联：ΣFIT = Σ 数量×FIT）
ΣFIT = Σ（数量 × FIT）
12,500 FIT
系统 MTBF = 10⁹ / ΣFIT
80,000 h
≈ 9.132 年连续通电
最弱环节：同型器件（贡献 100% 的系统失效率）。 系统 MTBF 由最弱环节主导——「数量×FIT」最大的那行决定大头，降 FIT 优先降它；串联失效率直接相加，所以 FIT 可以按行累加。
Arrhenius 加速因子（温度加速折算）
0.7 eV 为硅器件通用经验值；电迁移 / 互连类机理常见 0.3~0.5 eV，介质击穿 / 钝化类可到 1.0 eV——氧化、电迁移等机理不同，以失效分析结论或厂商报告为准。
= 328.15 K（自动换算开尔文）
= 398.15 K（自动换算开尔文）
AF = exp（Ea/k ×（1/T_use − 1/T_stress）），k = 8.617×10⁻⁵ eV/K
77.658 倍加速
125℃ 试验 1,000 h ≈ 55℃ 现场 77,658 h（≈ 8.87 年）； 反向：覆盖现场一年（8,760 h）只需试验 112.8 h
自核：Ea = 0.7 eV、55℃→125℃ 时 AF ≈ 77.658（与行业加速表 ≈ 78 倍一致）。 烧机折算只覆盖温度应力，电压 / 湿度 / 机械应力需另按 Eyring、Coffin-Manson 等模型处理。
串联 / 并联可靠性（进阶）
单元可靠度 r = exp(−t/MTBF) = 91.61%（t = 8,760 h）
串联 R = rⁿ = 83.93%；MTBF 视角：系统 MTBF = 单元 MTBF ÷ n = 50,000 h
并联 R = 1−(1−r)ⁿ = 99.3%；MTBF 视角：系统 MTBF ≈ 单元 MTBF × Hₙ = 150,000 h（H₂ = 1.5、H₃ ≈ 1.833）
串联一坏全坏，可靠性只降不升；并联冗余收益随 n 递减（调和数 Hₙ 增长缓慢），换来的成本与体积要权衡。指数寿命假设，r 按任务时间折算。
口径铁律
- MTBF 是失效率的倒数，不是日历寿命：MTBF = 10⁶ h 只代表每 10⁶ 器件小时平均发生一次随机失效。
- DPPM 管出厂质量、FIT 管现场可靠性，两者口径不同、不能互相换算。
- Arrhenius 折算只覆盖温度应力；Ea 取值比烧机时长更能左右结论。
#FIT 是什么：定义、单位与换算
FIT（Failure In Time）是现场失效率单位：1 FIT = 每 10⁹ 器件小时失效 1 次。MTBF（Mean Time Between Failures）与之互为倒数： MTBF(h) = 10⁹ ÷ FIT，失效率 λ = 1/MTBF（次/小时）= FIT×10⁻⁹。年失效率 AFR 常用两种口径：线性近似 AFR ≈ 8760/MTBF（即 FIT×8760/10⁹）， 指数式 AFR = 1−exp(−8760/MTBF)。常见量级下两者差异极小：MTBF ≥ 4.4×10⁶ h（AFR < 0.2%，消费级 IC 典型量级）时相对差 < 0.1%； MTBF 更小、失效率更高时应以指数式为准。本工具任一字段输入即四向联动，方便对规格书里的任一口径直读换算。
#MTBF 的常见误读：它是失效率的倒数，不是日历寿命
「MTBF 100 万小时 = 能用 114 年」是最常见的误读。MTBF 描述的是随机失效期（浴盆曲线平底段）的失效率倒数：一群器件累计运行 10⁶ 器件小时， 平均发生 1 次失效。单只器件能否撑过任务时间 t 要用可靠度衡量：R(t) = exp(−t/MTBF)。以 MTBF = 10⁶ h 计算，连续通电一年的不失效概率约 99.1%， 十年约 91.5%——远没有「114 年」乐观。而且磨损 / 寿命末期（浴盆曲线右端）不在 MTBF 口径内，那由设计寿命、磨损机理与烧机数据决定。 对外承诺寿命前，先确认对方要的是 MTBF、设计寿命还是 B10 寿命。
#Arrhenius 加速因子与 Ea 取值
Arrhenius 模型把失效率对温度的依赖写成 AF = exp(Ea/k ×（1/T_use − 1/T_stress）)，其中 k = 8.617×10⁻⁵ eV/K 是玻尔兹曼常数， T 必须用开尔文（℃ + 273.15）。Ea（激活能）按失效机理取值：0.7 eV 是硅器件通用经验值；电迁移、互连类机理常见 0.3~0.5 eV； 介质击穿、钝化层类可取 1.0 eV。同样 55℃→125℃：Ea = 0.3 / 0.5 / 0.7 / 1.0 eV 分别对应 AF ≈ 6.5 / 22 / 78 / 500 倍—— Ea 取值比烧机时长更能左右结论，必须以失效分析结论或厂商可靠性报告为准，不能随意套用。
#烧机时长怎么折算现场年限
烧机 / 老化试验在应力温度 T_stress 下运行 t 小时，按 Arrhenius 口径等效于现场使用温度 T_use 下 AF×t 小时。 例：125℃ 烧 1,000 h、现场 55℃、Ea = 0.7 eV → AF ≈ 77.7，等效现场 77,700 h ≈ 8.9 年。反向也常用：想用 125℃ 老化覆盖现场一年（8,760 h @ 55℃）， 只需 8,760 ÷ 77.7 ≈ 113 h 试验。注意两点：折算只覆盖温度应力，电压 / 湿度应力需按 Eyring 或 Coffin-Manson 类模型另行叠加； 折算的是随机失效统计口径，不能等同于「免老化寿命保证」。
#系统可靠性合成：FIT 为什么直接相加
串联（任一器件失效即系统失效）的系统失效率是各器件失效率之和：ΣFIT = Σ（数量×FIT），系统 MTBF = 10⁹/ΣFIT—— 这就是「50 只 250 FIT 的器件合成出 MTBF 80,000 h」的由来。合成后看贡献占比：数量×FIT 最大的那行是「最弱环节」， 占系统失效率的百分比最高，降 FIT 优先降它。并联冗余则相反：n 个相同单元并联 R = 1−(1−r)ⁿ， 系统 MTBF ≈ 单元 MTBF×（1 + 1/2 + ⋯ + 1/n），可靠性收益随 n 递减。
#DPPM vs FIT：出厂质量与现场可靠性
DPPM 管出厂：每百万只中的不良数，反映工艺 / 制造质量，抽检口径与置信上限见 DPPM 良率计算器。 FIT 管现场：每 10⁹ 器件小时失效数，反映设计裕量与使用应力下的随机失效。出厂 DPPM 高的批现场 FIT 未必高 （出厂不良多为可筛出的工艺缺陷），反之亦然——两者不能互相换算，客户要求里必须分开对待。
#常见问题 (FAQ)
MTBF 100 万小时是不是能用 114 年？
不是。MTBF = 10⁶ h 表示随机失效期失效率 λ = 10⁻⁶ 次/h：一群器件累计运行 100 万器件小时平均发生一次失效。 单只器件连续通电一年的不失效概率 R = exp(−8760/10⁶) ≈ 99.1%，十年 ≈ 91.5%。MTBF 是失效率的倒数，不是日历寿命也不是保修期。
FIT 和 DPPM 有什么区别？
DPPM 管出厂质量（每百万只中的不良数，出货之前），FIT 管现场可靠性（每 10⁹ 器件小时的失效数，出货之后），两者口径不同、不能直接换算。 串联系统总 FIT 等于各器件「数量×FIT」之和，系统 MTBF = 10⁹/ΣFIT。
Arrhenius 加速因子的 Ea 怎么取？
0.7 eV 是硅器件通用经验值；电迁移等互连机理常见 0.3~0.5 eV，介质击穿 / 钝化类可取 1.0 eV。 同样 55℃→125℃，Ea 从 0.5 提到 0.7 倍速就从约 22 倍跳到约 78 倍——应以失效分析结论或厂商可靠性报告为准。
1000 小时 125℃ 老化等效现场多久？
按 AF = exp(Ea/k×(1/T_use−1/T_stress))：Ea = 0.7 eV、现场 55℃ 时 AF ≈ 77.7，等效现场 77,700 h ≈ 8.9 年； 反向覆盖一年现场（8,760 h）只需约 113 h 试验。Ea 取值不同结果显著变化，需先定机理再折算。
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