PART 1 電子散熱仿真行業現狀

• 電子產品散熱問題越發嚴峻

隨著電子產品不斷向小型化、多功能、大功率的方向發展，高熱流密度帶來的散熱問題越來越突出。根據美國空軍航空電子整體研究項目的報告顯示：電子產品失效原因中，熱失效占比55%。而電子元件的“10℃法則”顯示，溫度每升高10℃，系統可靠性降低50%。因此，電子產品的散熱設計越來越被重視，散熱性能也成為電子產品核心競爭力之一。

• 熱仿真——散熱設計必不可少

從產品的概念設計到產品量產上市之前，熱仿真承擔了大量的性能評估和優化設計工作，為產品設計方案提供關鍵性的數據支撐。

• 電子散熱仿真面臨的挑戰

  （1）產品迭代速度加快，產品的開發周期越來越短，對仿真計算時間要求越來越高

  （2）仿真人才稀缺，需要具備多領域、跨學科的知識（工程學、物理學、數學……）

  （3）重復性、方案參數優化的工作頻繁，對仿真的精度和效率提出更高要求。

  （4）產品應用工況越發復雜，產品結構越發復雜，模型就越發復雜，網格數量顯著增多，軟硬件成本上升。

  （5）電子散熱仿真軟件自主化率低，隨時面臨斷供風險。

 

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PART 2  云道智造提供自主可控的解決方案

針對企業面臨的“卡脖子”難題、仿真軟件成本高昂等痛點，云道智造基于根技術平臺開發了“電子散熱模塊”，率先實現自主化替代，其對標占據市場90%份額的兩款國際商業軟件，已在國內電子通信龍頭企業、芯片企業得到標桿性應用，并面向相關行業領域進行推廣。

“電子散熱模塊”是針對電子元器件、設備等散熱的專用熱仿真模塊，內置電子產品專用零部件模型庫，支持用戶通過“搭積木”的方式快速建立電子產品的熱分析模型，并利用成熟穩定的算法計算流動與傳熱問題，對電子產品進行高效的熱可靠性分析。可廣泛應用于通信設備、電子產品、半導體產品與設備、汽車、航空航天等工業領域。

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PART 3  典型應用案例

案例1：服務器系統熱仿真

設計挑戰

• 服務器系統功率密度高，單點功耗大

• 器件的種類、數量多

• 內部結構復雜，風道及局部特征尺寸小，對仿真的網格質量及計算精度要求高

仿真目的：指導風扇選型及內部風道等優化等設計以滿足溫升標準。

仿真結果：

經驗證，云道電子散熱模塊與國外主流商軟仿真結果對比，平均溫度誤差為1℃，誤差范圍在0.15%~4.4%。


案例2：5G風冷系統仿真

設計挑戰

• 系統散熱：整機功耗高，功率密度大，單板種類多、級聯加熱

• 芯片散熱：單芯片功耗大，芯片殼溫規格低，散熱器結構復雜

• 系統噪聲：應用環境復雜，系統噪聲要求高

仿真目的：通過仿真優化各散熱部件組合方案，并找到系統的散熱、噪聲及成本組合的最優解。

仿真結果：

經驗證，云道電子散熱模塊與國外主流商軟仿真結果對比，平均溫度誤差℃。

案例3：IGBT模塊仿真

設計挑戰

• 熱耗較高：總功耗大于2KW，體積功率密度高

• 方案復雜：液冷散熱方案，流道復雜，同時有輻射散熱

仿真目的

• 高效預測熱集中區，優化熱源布局  

• 流速、流道等設計優化

• 節約測試打樣成本

仿真結果：

經驗證，云道電子散熱模塊與國外主流商軟仿真結果對比，監控點溫度誤差范圍在0.11%~3.27%。

案例4：某芯片散熱器自然對流散熱仿真

設計挑戰：

外形復雜：芯片嵌在基板內，散熱翅片結構有多種設計

仿真目的：優化散熱器設計，尋找最優解決方案，使散熱器的散熱、重量、成本得到平衡

仿真結果：

經驗證，云道電子散熱模塊與國外主流商軟仿真結果對比，監控點平均溫度誤差為1.1℃。

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