随着微电子技术的发展,集成电路特征尺寸越来越小,已经达到了微米级甚至纳米级。承担信号传输的金属互连线的横截面积随之减小,导致通过金属互连线中的电流密度越来越大。根据BLACK方程,金属互连线电迁移寿命随着金属互连线中的电流密度的增加而减小,因此金属互连线电迁移已经成为集成电路的主要失效机理之一,准确地评估其寿命成为当前业界急需解决的问题。目前,电子产品的PHM技术得到了世界范围的认可；与传统的故障诊断技术“定时维修”和“事后维修”相比,它更为高级,属于“视情维修”,是一门涉及多学科综合的新兴边缘学科；无论从节省维修成本,还是避免灾难性故障的发生,都具有压倒性的优势。电子产品的PHM技术实施方法主要有三个：预兆单元法,失效先兆监测推理法和基于应力损伤模型的负载和环境监测法。本研究将电子产品的PHM技术应用到集成电路的电迁移失效预警上,利用其中的预兆单元法原理,在集成电路中设计增加预兆单元,使其按一定失效机理先于主单元失效而提供预警,从而保证主单元的安全。针对电迁移失效机理的预警电路,从原理上分为两个部分：应力电路和测试电路。在应力电路中,大电流通过应力电阻,应力电阻电迁移加速,其阻值增加；在测试电路中,测试应力电阻阻值,通过时钟信号控制应力电路和测试电路的切换。当电阻阻值增加少于20%时,输出电平不发生变化；当其阻值增加超过20%时,输出电压发生翻转。本论文在研究分析国内外预兆单元法的基础上,研究设计了电迁移寿命预警电路,完成了电路中各模块的实现和整体电路的实现,重点解决了温度和电源电压对电流源和比较器的影响,并对电迁移寿命预警电路进行瞬态和直流仿真。仿真结果表明：该电路能成功预警即将发生的电迁移失效,即在应力电阻阻值增加20%时,输出电平发生翻转。