在數字化浪潮與AI技術的雙重驅動下，全球數據量呈爆炸式增長。存儲芯片作為AI大模型、云計算及數據中心等應用場景中數據傳輸的核心載體，面臨前所未有的散熱壓力。以DeepSeek為例，其每秒處理萬億級參數時，存儲芯片需持續進行海量數據的高密度讀寫，功耗激增導致溫度飆升——這不僅顯著增加了能耗成本，更可能引發芯片性能衰減、壽命縮短，甚至帶來數據丟失、系統崩潰等災難性后果。

面對高密度、高速度（如3D NAND、HBM等先進架構）存儲產品的散熱挑戰，先進的仿真工具成為破解這一難題的關鍵。云道智造自主研發的伏圖-電子散熱模塊（Simdroid-EC），能夠精準模擬存儲芯片/模塊在不同工況下的溫度分布情況，有效監控產品關鍵位置的溫度，為工程師提供有針對性的散熱方案優化依據，確保存儲產品能夠穩定可靠地運行。

Simdroid-EC是基于伏圖（Simdroid）平臺開發的針對電子元器件、設備等散熱的專用熱仿真模塊，提供傳熱分析、流場分析以及穩態&瞬態分析功能，能夠進行自然冷卻、強迫冷卻及混合冷卻分析，同時具備變化功耗和變化環境的瞬態分析能力，適用于芯片產品的熱仿真評估。

本案例展示了Simdroid-EC在某儲存產品散熱仿真方面的應用亮點。

 

一、CAD模型導入

通過Simdroid-EC導入接口，可以直接導入外殼（.stp格式）模型文件，配合軟件內置的智能元件轉換與建模功能，利用體素化技術對幾何模型進行打散處理，將CAD體打散成軟件智能元件。另外，軟件提供三種不同的顏色渲染形式：材料顏色、類型顏色和自定義顏色，用戶可在三者之間自由切換。

圖 1 導入3D幾何及模型體素化后

 

二、ODB++文件導入

Simdroid-EC具備良好的EDA接口，可導入ODB++文件，解析導電層和結緣層，同時支持圖片替代走線、打孔等功能，滿足不同優化場景的建模需求。計算時會考慮布線過孔的各向異性導熱率，以提高PCB板熱仿真的精度。同時，利用豐富的對齊功能，將不同元件/模塊按位置進行裝配。

圖 2 導入ODB++文件及模型對齊

 

三、PowerMap文件導入

Simdroid-EC支持非均勻功耗的定義。本案例建立控制芯片的詳細模型時，可導入PowerMap文件，自動解析面熱源的名稱、位置、大小和功耗值。

圖 3 導入PowerMap文件

 

四、高效網格控制

本案例采用區域網格剖分方式，網格設置依次從局部元件（如die、TIM）到系統（如詳細芯片的裝配體、體積區域）再到全局求解域進行控制，利用網格投影（快捷鍵D）和X/Y/Z視圖切換，快速調整網格長寬比和網格數量。如下圖所示，建議將最大長寬比網格的數值控制在200以內。

圖 4 網格參數設置

 

五、快捷的求解計算

Simdroid-EC為用戶提供高精度的求解器，其收斂性強，計算速度快。用戶可通過工具欄調出結果曲線窗口，該窗口主要用于監控參數殘差值（溫度、速度、壓力）和參數值隨迭代計算的變化，從而判斷仿真項目求解是否收斂。本案例中，觀察到求解器在160步左右殘差曲線達到1，同時溫度監控點的收斂曲線趨于穩定，可判斷該模型已收斂。

圖 5 求解器快速計算收斂

 

六、豐富后處理結果

切換至Simdroid-EC結果后處理界面，圖6-9展示了求解域內存儲芯片的切面云圖、表面云圖和流線渲染效果，利用查找功能快速查看關鍵器件及監控點的溫度數據（圖10所示）。存儲芯片在外部風速0.79m/s情況下，根據結果數據表可查看關鍵器件的最高溫度為89.83℃，且所有器件溫度均在安全閾值內，滿足熱設計需求。同時，整個模型還有一定優化空間，如TIM材料選型、改變關鍵器件位置和PCB填銅等。

此外，Simdroid-EC還支持等值面、直線、動畫等多種可視化功能，支持多選云圖、標簽等批量操作，快速實現豐富結果的輸出。

圖 6 強迫風冷下的切面溫度云圖及速度矢量圖

上述算例中，客戶對Simdroid-EC與某商業軟件進行了精度對比，結果如下，所有監控點與商軟間的溫度誤差均在±1℃以內。

圖 11 Simdroid-EC與某商軟之間的精度對比

Simdroid-EC能夠幫助工程師快速評估存儲芯片熱設計風險，分析和優化其散熱問題。隨著存儲技術的不斷發展，Simdroid-EC將在儲存領域得到更廣泛、更深入的應用，為SSD行業提供高質量的熱設計方案，推動存儲技術向更高性能、更可靠的方向發展。申請使用Simdroid-EC