电迁移（Electro-Migration）是指在外加电场下，电子和金属原子之间的动量转移导致材料的运动。这种动量传递导致金属原子（比如Cu原子）从其原始位置移位，如图7-1。这种效应随着导线中电流密度的增加而增加，并且在更高的温度下，动量传递变得更加严重。因此，在先进技术节点设计中，随着器件电流更高、导线更窄以及芯片温度不断升高，互连的可靠性及其可能因EM 引起的退化将是一个严重的问题。Ffield：由金属导体中的电场强度引起，Fwind：由电子和金属离子之间的动量转移产生，如果Fwind这个力超过铜原子的激活能，材料就开始向电子流的方向迁移【1】【2】。

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      随着时间的推移，金属离子从EM 的转移会导致导线变窄或形成小丘（凸起）。导线变窄会导致性能下降，或者在某些极端情况下会导致导线断开（open），导线中的加宽和凸起会导致相邻导线短路（short），如图7-2。特别是如果它们以较新的技术节点的最小间距布线时【1】【2】。

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      EM根据电流类型不同主要分为AVG EM、RMS EM、Peak EM，每种电流计算公式及相关变量如下【3】【4】：

1. AVG EM Check：确保平均电流密度在Foundry规定的限值内，并使用布莱克方程进行量化；

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AVG EM相关变量为 Iavg= c*v*f*tr

C为Net Capacitance，v为Supply Voltage，f为Frequency，tr为Toggle Rate.

2. RMS EM Check：确保没有由于焦耳热而导致的热致EM故障；

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RMS EM相关变量为 Irms= F(c,v,f,tr,slew)

C为Net Capacitance，v为Supply Voltage，f为Frequency，tr为Toggle Rate,slew为Slew Rate.

3. PEAK EM Check：确保没有较大的峰值电流密度会导致局部熔化.

PEAK EM的计算公式为：Ipeak= max(|I(t)|)

PEAK EM相关的的变量为 Ipeak= F(c,v,slew)

C为Net Capacitance，v为Supply Voltage,slew为Slew Rate.

      EM大小（违例百分比）通过计算流过某段金属的实际电流（用上面的公式计算）除以这段电流能够承受电流的极限（用Tech File和Wire Properties）获得。