DIC技術(shù)的案例
智能測(cè)量技術(shù)分享系列講座來(lái)啦！喬澤光學(xué)測(cè)量技術(shù)專員為您詳細(xì)解讀基于仿真模型的DIC應(yīng)變測(cè)量方案！
數(shù)字孿生技術(shù)在光測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有哪些？
基于有限元網(wǎng)格模型的DIC技術(shù)為什么更能促進(jìn)仿真模型改進(jìn)？
創(chuàng)新的立體網(wǎng)格模型DIC全場(chǎng)測(cè)量方案在校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)分析方面有怎樣的突破？
這些問(wèn)題敲打著每一個(gè)仿真設(shè)計(jì)人員及光測(cè)力學(xué)領(lǐng)域研究人員的好奇心呀！
在全球各個(gè)行業(yè)火熱進(jìn)行數(shù)字化革命的大形勢(shì)下，制造業(yè)也開始了全系列產(chǎn)品的數(shù)字化推進(jìn)，逐步將產(chǎn)品以數(shù)字流的形式進(jìn)行傳輸，國(guó)際簡(jiǎn)稱為MBD。MBD概念在本世紀(jì)初被提出，隨著軟硬件技術(shù)的提升以及以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的工業(yè)的進(jìn)步，MBD的進(jìn)階即數(shù)字孿生的概念得到蓬勃發(fā)展。從根本上講，數(shù)字孿生是以數(shù)字化的形式對(duì)某一物理實(shí)體過(guò)去和目前的行為或流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，有助于提升企業(yè)績(jī)效。創(chuàng)建數(shù)字孿生，主要關(guān)注兩大領(lǐng)域：
領(lǐng)域一
設(shè)計(jì)數(shù)字孿生的流程和產(chǎn)品生命周期的信息要求——從資產(chǎn)的設(shè)計(jì)到資產(chǎn)在真實(shí)世界中的現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)；
領(lǐng)域二
創(chuàng)建使能技術(shù)，整合真實(shí)資產(chǎn)及其數(shù)字孿生，使測(cè)量數(shù)據(jù)與企業(yè)核心系統(tǒng)中的運(yùn)營(yíng)和交易信息實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流動(dòng)。
數(shù)字孿生成為未來(lái)工業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿，但是測(cè)量和仿真之間的精度問(wèn)題始終制約著其前進(jìn)的步伐! DIC技術(shù)作為該瓶頸的突破口，毋庸置疑地成為數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展的著力點(diǎn)。DIC技術(shù)可以進(jìn)行全場(chǎng)光學(xué)測(cè)量，在被用于數(shù)字孿生技術(shù)的測(cè)量端時(shí)，這一技術(shù)特征優(yōu)勢(shì)顯著。
展開 高速DIC技術(shù)用于高速?zèng)_擊下平板件變形及破壞分析
DIC技術(shù)可在較高應(yīng)變率作用以及極端加載環(huán)境下，通過(guò)搭配高速相機(jī)，可測(cè)試高速?zèng)_擊下材料或結(jié)構(gòu)的三維位移場(chǎng)及應(yīng)變場(chǎng)，分析材料或結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)破壞形式。
通過(guò)有限元模擬，可以基于模擬來(lái)分析材料或結(jié)構(gòu)受沖擊的力學(xué)響應(yīng)行為。但由于材料機(jī)械性能存在一些不確定性，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)具體的響應(yīng)數(shù)據(jù)。在相近材料或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測(cè)試，力學(xué)動(dòng)態(tài)行為都會(huì)有差別。
模擬數(shù)據(jù)的更新有賴于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證和對(duì)比，采用新拓三維高速XTDIC全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，可修正或更新模擬數(shù)據(jù)。
測(cè)試過(guò)程
XTDIC 高速全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)布置、散斑圖案和加載裝置
在測(cè)試中，使用加載裝置對(duì)平板件進(jìn)行高速?zèng)_擊，新拓三維XTDIC高速全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)同時(shí)記錄平面板材料響應(yīng)。為了捕獲用于XTDIC軟件算法的圖像，通過(guò)預(yù)先在平面板材料進(jìn)行隨機(jī)斑點(diǎn)圖案制作，在獲取高質(zhì)量圖像采集的同時(shí)，極薄的散斑不會(huì)影響平板件的剛度和力學(xué)響應(yīng)行為。
采用兩個(gè)高速相機(jī)（300萬(wàn)像素，采集頻率為5000幀），105mm微距鏡頭，精度100微應(yīng)變、0.01mm。沖擊加載裝置連接到相機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保沖擊力的測(cè)量和相機(jī)的記錄同時(shí)自動(dòng)開始。沖擊裝置的力和圖像均收集激發(fā)時(shí)和激發(fā)完畢的數(shù)據(jù)，高速相機(jī)實(shí)時(shí)采集圖像。
數(shù)據(jù)分析
位移場(chǎng)分析
使用XTDIC系統(tǒng)軟件獲得了平板件受沖擊力區(qū)域的全場(chǎng)位移數(shù)據(jù)，從圖中可以看出整體的位移場(chǎng)數(shù)值左右不對(duì)稱，撞擊瞬態(tài)下點(diǎn)1位移為7.86mm，點(diǎn)2位移為6.73mm，XTDIC系統(tǒng)可以獲取非常精確的位移圖。
圖： 位移場(chǎng)
點(diǎn)3的位移曲線如下所示，穩(wěn)定后的位移在8.5mm左右；點(diǎn)4為沖壓受力關(guān)鍵位置，變形量最大，位移曲線如下圖所示，穩(wěn)定后位移值為22.1mm左右。
圖： 點(diǎn)3位移曲線
圖： 點(diǎn)4位移曲線
應(yīng)變場(chǎng)分析
點(diǎn)1是與應(yīng)變片對(duì)應(yīng)的一點(diǎn)，點(diǎn)2是裂紋處一點(diǎn)，點(diǎn)3是應(yīng)變最大處一點(diǎn)。
展開 技術(shù)研究 | 力學(xué)仿真分析的材料卡片你知道是怎么來(lái)的嗎？
2.2 壓縮試驗(yàn)
壓縮條件：試驗(yàn)速度1.3mm/min，應(yīng)力數(shù)據(jù)采集頻率每秒1個(gè)~4個(gè)，結(jié)合DIC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)變檢測(cè)，拍攝幀數(shù)最小60fps，視頻儲(chǔ)存是選擇跳幀保存，以確保應(yīng)力數(shù)據(jù)與應(yīng)變數(shù)據(jù)間隔一致。壓縮夾具未發(fā)生滑脫現(xiàn)象，擰緊時(shí)需使用標(biāo)準(zhǔn)要求的扭力。為了使應(yīng)變數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確合理，需要對(duì)不同失效（彎曲或分層破壞等）位置的試樣選擇舍棄。
圖16試樣失效（彎曲）發(fā)生在中間且向后彎曲，此種失效方式DIC測(cè)出的應(yīng)變數(shù)據(jù)最準(zhǔn)確。圖17試樣失效（彎曲）發(fā)生在中間但向前彎曲，虛擬引伸計(jì)位置選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變先增大后變小，與應(yīng)變的單調(diào)增長(zhǎng)/減小規(guī)律不相符。圖18試樣因分層破壞失效位置靠近夾具邊緣，所拍攝到的試樣表面會(huì)逐漸缺失，導(dǎo)致應(yīng)變數(shù)據(jù)的缺失或者偏小。圖17和圖18失效模式的試樣數(shù)據(jù)應(yīng)該舍棄。
2.3 穿孔試驗(yàn)
主要測(cè)試表征材料的破壞力與破壞位移，一般無(wú)需DIC技術(shù)配合測(cè)試。測(cè)試速度3mm/min，根據(jù)需求選取不同直徑的壓頭測(cè)試，選擇合適的預(yù)應(yīng)力，并在壓頭末端處貼特氟龍膠帶，以減小壓頭與試樣的摩擦力。測(cè)試結(jié)果曲線如圖19，可以測(cè)出材料的最大破壞力與最大力對(duì)應(yīng)的破壞位移。
*國(guó)高材分析測(cè)試中心原創(chuàng)內(nèi)容，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
展開 技術(shù)研究 | 為了提高高速拉伸測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，我們都長(zhǎng)”斑“了
實(shí)驗(yàn)利用DIC技術(shù)測(cè)量試樣的應(yīng)變，散斑圖作為DIC技術(shù)的不可缺少的部分有著重要的意義。散斑圖是指具有一定灰度分布的數(shù)字圖像，試驗(yàn)中如何制作穩(wěn)定有效的散斑圖能提高樣條的應(yīng)變測(cè)試結(jié)果。
案例解決過(guò)程
（1）試驗(yàn)材料與儀器與樣條類型
實(shí)驗(yàn)儀器圖：帶高速相機(jī)的高速拉伸試驗(yàn)機(jī)
（2）DIC應(yīng)變測(cè)量方法原理
測(cè)試前在試樣表面制作散斑，使用高速攝像機(jī)拍攝拉伸的全過(guò)程，然后用計(jì)算機(jī)處理所拍到的數(shù)字圖像（散斑圖），通過(guò)對(duì)比試樣表面在變形前后的散斑圖，運(yùn)用相關(guān)算法求出試樣的全場(chǎng)位移與應(yīng)變。不同應(yīng)變率試驗(yàn)高速攝像機(jī)需使用不同的拍攝幀數(shù)，應(yīng)變率越高拍攝幀數(shù)也要相應(yīng)地提高。為保證處理數(shù)據(jù)能得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線，高速攝像機(jī)的拍攝幀數(shù)需與高速拉伸試驗(yàn)機(jī)的力值采集頻率相同。原理簡(jiǎn)示圖如圖1，計(jì)算機(jī)通過(guò)分析虛擬引伸計(jì)的長(zhǎng)度變化得出試樣的應(yīng)變-時(shí)間曲線。
圖1試樣的應(yīng)變-時(shí)間曲線
案例結(jié)果與分析
（1）樣條的斷裂現(xiàn)象分析
1A、1B、1BA、Type 3試樣均為啞鈴型。啞鈴型設(shè)計(jì)是為了避免斷裂發(fā)生在標(biāo)距外的情況，標(biāo)距外的斷裂會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)偏離。試驗(yàn)結(jié)果表明啞鈴型試樣在標(biāo)距內(nèi)斷裂，結(jié)果有效，而直條型試樣斷裂在夾鉗位置，結(jié)果無(wú)效。
圖2試樣斷裂
（2）應(yīng)變-時(shí)間曲線分析
高速相機(jī)拍攝拉伸的整個(gè)過(guò)程，再通過(guò)計(jì)算機(jī)DIC技術(shù)得出試樣從拉伸開始到斷裂的應(yīng)變-時(shí)間曲線，如圖10~12。
圖13和圖14分別是兩種材料不同樣條的斷裂伸長(zhǎng)率對(duì)比圖，可看出直條型試樣的斷裂伸長(zhǎng)率結(jié)果明顯小于其余四種樣條，究其原因是鉗口斷裂導(dǎo)致的。
應(yīng)變率公式為a=dε/dt，因此對(duì)應(yīng)變-時(shí)間曲線進(jìn)行線性擬合求斜率可以得出試樣的實(shí)際應(yīng)變率，試樣的實(shí)際應(yīng)變率越接近設(shè)定應(yīng)變率，測(cè)試結(jié)果越準(zhǔn)確。
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數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)DIC | 位移分析
上一次對(duì)圖形數(shù)字相關(guān)技術(shù)（DIC）進(jìn)行了介紹，今天DIC的內(nèi)容是追蹤物體表面的位移分析。和上次不同的是，這次的位移分析將使用Matlab DIC code。在Matlab中輸入Digital Image Correlation and Tracking可下載用于分析的Matlab DIC code。下面將介紹分析過(guò)程。
01
創(chuàng)建分析文件夾
將DIC文件夾路徑輸入Matlab后，輸入filelist_generator。
選擇Automattically。
選擇第一張圖片進(jìn)行圖片處理。
02
創(chuàng)建用于目標(biāo)追蹤的grid
輸入grid_generator。
選擇合適的grid形狀進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以長(zhǎng)方形試件為例，選擇rectangular進(jìn)行劃分。
劃分好網(wǎng)格后，進(jìn)行像素大小的選擇，默認(rèn)為50x50 pixel, 最好是選擇19x29這樣的規(guī)范pixel進(jìn)行處理。
確定了像素大小后，紅色的grid就會(huì)自動(dòng)生成，繼續(xù)點(diǎn)擊END，就可進(jìn)行下一步的分析。
03
運(yùn)行處理
輸入automate_image，Matlab會(huì)自動(dòng)進(jìn)行批次處理，完成所要分析的圖片。
04
全景位移
對(duì)試驗(yàn)中手動(dòng)繪制的追蹤點(diǎn)的位移進(jìn)行追蹤處理。
展開 力學(xué)仿真 | 塑性材料卡片仿真準(zhǔn)確性提升方法分享
壓縮條件：試驗(yàn)速度1.3mm/min，應(yīng)力數(shù)據(jù)采集頻率每秒1個(gè)~4個(gè)，結(jié)合DIC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)變檢測(cè)，拍攝幀數(shù)最小60fps，視頻儲(chǔ)存是選擇跳幀保存，以確保應(yīng)力數(shù)據(jù)與應(yīng)變數(shù)據(jù)間隔一致。壓縮夾具未發(fā)生滑脫現(xiàn)象，擰緊時(shí)需使用標(biāo)準(zhǔn)要求的扭力。為了使應(yīng)變數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確合理，需要對(duì)不同失效（彎曲或分層破壞等）位置的試樣選擇舍棄。
3 剪切試驗(yàn)
剪切試驗(yàn)是評(píng)估材料在受到剪切力作用時(shí)的抗剪性能和變形特性的一種方法。通過(guò)在不同剪切速率下的剪切試驗(yàn)，可以獲取材料的剪切模量、剪切強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)。
剪切條件：試驗(yàn)速度2mm/min，應(yīng)力數(shù)據(jù)采集頻率每秒1個(gè)~4個(gè)，結(jié)合DIC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)變檢測(cè)，拍攝幀數(shù)最小60fps，視頻儲(chǔ)存是選擇跳幀保存，以確保應(yīng)力數(shù)據(jù)與應(yīng)變數(shù)據(jù)間隔一致。測(cè)試過(guò)程中夾具夾持力足夠，試樣無(wú)滑脫現(xiàn)象。
4 穿孔試驗(yàn)
穿孔試驗(yàn)是評(píng)估材料在受到高速?zèng)_擊載荷作用時(shí)的抗沖擊性能和吸能特性的一種方法。通過(guò)在不同沖擊速度下的沖擊試驗(yàn)，可以獲取材料的韌性、吸能性能等關(guān)鍵參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、碰撞仿真和安全性能評(píng)估具有重要意義。
主要測(cè)試表征材料的破壞力與破壞位移，一般無(wú)需DIC技術(shù)配合測(cè)試。測(cè)試速度3mm/min，根據(jù)需求選取不同直徑的壓頭測(cè)試，選擇合適的預(yù)應(yīng)力，并在壓頭末端處貼特氟龍膠帶，以減小壓頭與試樣的摩擦力。
總之，通過(guò)上述各種試驗(yàn)方法，可以全面評(píng)估材料在不同環(huán)境條件下的性能特性，為汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全性能評(píng)估提供有力支持。國(guó)高材分析測(cè)試中心憑借其成熟的高分子材料材料卡片制作技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，可以為汽車行業(yè)提供準(zhǔn)確、可靠的材料性能數(shù)據(jù)，助力汽車研發(fā)和安全性能的提升。
展開 ncorr-挺好用的開源DIC軟件
數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）是一種測(cè)量變形位移等數(shù)據(jù)的非接觸式光學(xué)測(cè)量方法。其利用在物體表面噴涂的隨機(jī)散斑，通過(guò)精確匹配物體變形前后的散斑圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)來(lái)計(jì)算試件變形。與其它傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量技術(shù)相比，DIC技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，目前已在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
最近試驗(yàn)用某國(guó)產(chǎn)DIC設(shè)備進(jìn)行了全場(chǎng)應(yīng)變的測(cè)試，但是在生成應(yīng)變場(chǎng)的時(shí)候廠家的軟件直接報(bào)錯(cuò)無(wú)法處理數(shù)據(jù)。因此用ncorr軟件進(jìn)行了后處理，上手很簡(jiǎn)單，精度也還不錯(cuò)，這里推薦給大家，感興趣的可以自行下載使用http://www.ncorr.com/。
VIC-3D?非接觸全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)原理
DIC系 統(tǒng)原理
VIC-3D?系統(tǒng)采用的數(shù)字圖像相關(guān)算法(Digital Image Correlation，以下簡(jiǎn)稱DIC)，是一種通過(guò)圖像相關(guān)網(wǎng)格信息(圖示紅色標(biāo)示)進(jìn)行比對(duì)的算法，通過(guò)該方法可計(jì)算出物體表面位移及應(yīng)變分布。整個(gè)測(cè)量過(guò)程，只需以一臺(tái)(2D)或兩臺(tái)(3D)至多臺(tái)(陣列)圖像采集器，拍攝變形前后待測(cè)對(duì)象圖像，經(jīng)圖像比對(duì)運(yùn)算后3D全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)分布即可一目了然。不像應(yīng)變片需花費(fèi)大量時(shí)間做表面的磨平及黏貼，同時(shí)也只能測(cè)量到一個(gè)點(diǎn)某個(gè)方向的應(yīng)變數(shù)據(jù)。也不像條紋干涉法對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格，而且DIC方法獲得的數(shù)據(jù)為測(cè)量范圍內(nèi)的3D全場(chǎng)數(shù)據(jù)信息。DIC技術(shù)在室內(nèi)室外的普通環(huán)境均可使用，應(yīng)變測(cè)量范圍從0.005%到2000%，配合不同的圖像采集硬件，測(cè)量對(duì)象尺度可以從納米級(jí)到衛(wèi)星圖像的千米級(jí)，理論上只要能夠獲取高質(zhì)量的圖像，即可進(jìn)行精確的應(yīng)變與變形測(cè)量。
DIC 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
? 直接測(cè)量全場(chǎng)應(yīng)變、位移、變形、形貌
? 直接測(cè)量全場(chǎng)振幅、ODS等振動(dòng)信息
? 非接觸測(cè)量
? 試驗(yàn)過(guò)程可追溯、可評(píng)估
? 相關(guān)圖像數(shù)據(jù)可反復(fù)分析處理，以實(shí)現(xiàn)不同研究目的，而無(wú)須重復(fù)試驗(yàn)，節(jié)約經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本?????? ??????
展開 動(dòng)力電池殼用鋁合金高應(yīng)變高速率拉伸行為及斷裂特性研究
服務(wù)介紹
國(guó)高材分析測(cè)試中心依據(jù)GB/T 33227-2016標(biāo)準(zhǔn)，配備高速拉伸試驗(yàn)機(jī)和DIC技術(shù)系統(tǒng)，可精準(zhǔn)測(cè)定鋁及鋁合金板帶材在高應(yīng)變速率下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，包括抗拉強(qiáng)度、延伸率、彈性模量等關(guān)鍵參數(shù)。試驗(yàn)涵蓋車身覆蓋件、結(jié)構(gòu)件及軌道交通用鋁材，支持電池殼、高鐵型材等特種材料的應(yīng)變速率敏感性分析。通過(guò)數(shù)字化分析，中心可提供高精度應(yīng)力-應(yīng)變曲線，為汽車安全仿真、輕量化設(shè)計(jì)等提供可靠數(shù)據(jù)支撐。
保障3DIC封裝性能與可靠性：多Dies互聯(lián)配置下的SIPI簽核方案分享【7月1直播】
3DIC 封裝即三維集成電路封裝，是一種將多個(gè)芯片或芯片層垂直堆疊，并通過(guò)硅通孔（TSV）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)互連的先進(jìn)半導(dǎo)體封裝技術(shù)。在半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的當(dāng)下，先進(jìn)封裝（3DIC）技術(shù)憑借將多個(gè)芯片垂直堆疊，并借助硅通孔（TSV）達(dá)成垂直互聯(lián)的方式，已然成為提升芯片集成度與性能的關(guān)鍵路徑。
不過(guò)，在多 Dies 互聯(lián)配置中，信號(hào)完整性（SI）、電源完整性（PI）以及系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）的簽核，成為保障 3DIC 封裝性能與可靠性的棘手難題。隨著芯片集成度的提升，信號(hào)傳輸路徑愈發(fā)復(fù)雜，不同 Dies 間的信號(hào)干擾加劇，信號(hào)反射、串?dāng)_等問(wèn)題頻發(fā)，嚴(yán)重影響信號(hào)質(zhì)量。同時(shí)，為眾多芯片提供穩(wěn)定、高效的電源供應(yīng)也極具挑戰(zhàn)，電源噪聲、電壓降等問(wèn)題可能導(dǎo)致芯片工作異常，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
7月1日，Ansys官方『3DIC封裝多Dies互聯(lián)配置下的SIPI簽核方案』研討會(huì)或能為您解答封裝難題，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：7月1日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，先進(jìn)封裝（3DIC）技術(shù)通過(guò)將多個(gè)芯片垂直堆疊，并采用硅通孔（TSV）實(shí)現(xiàn)垂直互聯(lián)，已經(jīng)成為提升芯片集成度和性能的重要途徑。然而，在多Dies互聯(lián)配置下，信號(hào)完整性（SI）、電源完整性（PI）以及系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）的簽核成為確保3DIC封裝性能和可靠性的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。本課題旨在提出一種針對(duì)3DIC封裝多Dies互聯(lián)配置下的SIPI簽核方案，針對(duì)對(duì)3DIC封裝中的多Dies互聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的信號(hào)和電源完整性分析，確保在整個(gè)設(shè)計(jì)周期內(nèi)對(duì)SI和PI性能進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化和驗(yàn)證。
展開 臺(tái)積電3nm真卡關(guān)？業(yè)界曝救命計(jì)劃
從semiwiki統(tǒng)整數(shù)據(jù)顯示，臺(tái)積電在開放創(chuàng)新論壇（OIP）釋出更多先進(jìn)制程推進(jìn)數(shù)據(jù)，3nm制程在開放創(chuàng)新伙伴的設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化 (DTCO)下，目標(biāo)PPA較5nm邏輯密度增加1.6倍、傳輸速度提升11%，節(jié)能27%。目前該平臺(tái)關(guān)于3nm制程以下的技術(shù)檔案達(dá)3萬(wàn)8000個(gè)，開發(fā)中制程設(shè)計(jì)套件也超過(guò)2600個(gè)。
不僅是先進(jìn)制程，臺(tái)積電整合旗下包括SoIC(系統(tǒng)整合芯片)、InFO(整合型扇出封裝技術(shù))、CoWoS(基板上芯片封裝)等3DIC技術(shù)平臺(tái)，命名為「TSMC 3DFabric」，提供業(yè)界最完整且最多用途的解決方案，可能采用臺(tái)積電3nm的美國(guó)處理器大廠AMD，以及臺(tái)灣地區(qū)的IC設(shè)計(jì)龍頭聯(lián)發(fā)科，從高效能運(yùn)算(HPC)領(lǐng)域的3D IC、手機(jī)AP的Fan-out封裝，都需要TSMC 3DFabric支持。
臺(tái)積電總裁魏哲家在今年10月法說(shuō)指出，將延用鰭式場(chǎng)效晶體管（FinFET）架構(gòu)，提供客戶最成熟的技術(shù)、最好的效能及最佳的成本，臺(tái)積電3nm推進(jìn)時(shí)程也符合預(yù)期，已開發(fā)完整平臺(tái)支持高效能運(yùn)算（HPC）及智能型手機(jī)應(yīng)用。
魏哲家指出，3nm制程節(jié)點(diǎn)有許多客戶參與，相較于5nm世代，預(yù)期首年會(huì)有更多新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)定案（tape-out）。
魏哲家表示，臺(tái)積電3nm制程2021年下半年試產(chǎn)，2022年下半年量產(chǎn)，由于制程上更為復(fù)雜，須要采用更多新設(shè)備，到時(shí)候成本一定比5nm制程高，預(yù)期2023年第一季將明顯貢獻(xiàn)營(yíng)收，強(qiáng)化版的3nmN3E制程量產(chǎn)則是預(yù)定在3nm推出1年后。
至于《The Information》報(bào)導(dǎo)提到，臺(tái)積電就算最新制程延遲，仍有望成為首家生產(chǎn)3nm制程的業(yè)者，超前英特爾、高通等芯片制造商，但蘋果iPhone 14恐怕無(wú)法如市場(chǎng)預(yù)期的采用3nm制程生產(chǎn)處理器芯片。
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汽車材料的高速碰撞材料卡片及其應(yīng)用方法
1）常應(yīng)變失效
在以前的碰撞仿真技術(shù)中，我們常使用單軸拉伸獲得的斷裂應(yīng)變來(lái)評(píng)價(jià)材料是否發(fā)生斷裂，這就是常應(yīng)變失效準(zhǔn)則。相當(dāng)于用材料在單向拉伸受力狀態(tài)下的失效特性表征所有受力狀態(tài)下的失效特性。這就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題——材料拉伸的時(shí)候容易斷，但是在壓縮的時(shí)候基本很難斷裂，只使用拉伸的斷裂應(yīng)變來(lái)表達(dá)材料所有受力狀態(tài)下的斷裂應(yīng)變，就會(huì)導(dǎo)致仿真中材料在壓縮的時(shí)候過(guò)早發(fā)生斷裂，與真實(shí)情況不符合。所以這種方法只是對(duì)實(shí)際復(fù)雜斷裂特性的一種極簡(jiǎn)近似處理。一些仿真軟件中已經(jīng)在很多材料模型里增加了失效特性設(shè)置，我們最常見的是在MAT_024號(hào)材料模型中添加應(yīng)變失效（plastic strain at failure），添加該參數(shù)之后可以理解成，應(yīng)力三軸度-失效應(yīng)變曲線為一條直線。
2）GISSMO
與常應(yīng)變失效相比，GISSMO失效模型允許用戶定義在不同應(yīng)力三軸度下設(shè)置不同的失效應(yīng)變，該模型可以比較好地模擬材料復(fù)雜的失效行為。通過(guò)設(shè)計(jì)材料試驗(yàn)，用以表征該材料在某應(yīng)力三軸度下的失效應(yīng)變，最后再通過(guò)曲線擬合，即可獲得該材料完整的“應(yīng)力三軸度-失效應(yīng)變”曲線。
3 碰撞斷裂材料卡片及其應(yīng)用方法
1) 材料試驗(yàn)
靜態(tài)拉伸、動(dòng)態(tài)拉伸(5種不同加載速率)、靜態(tài)剪切、動(dòng)態(tài)剪切、靜態(tài)壓縮、動(dòng)態(tài)壓縮、靜態(tài)穿孔和動(dòng)態(tài)穿孔，共計(jì)12個(gè)試驗(yàn)工況，考慮塑料材料的一致性相對(duì)較低，每個(gè)工況開展3-5次試驗(yàn)。
2）真應(yīng)力-應(yīng)變曲線轉(zhuǎn)換
壓縮跟剪切試驗(yàn)需要結(jié)合DIC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測(cè)，測(cè)試前需在樣品表面制作散斑，穿孔試驗(yàn)一般無(wú)需測(cè)試應(yīng)變。各試驗(yàn)樣品如下圖。
DIC噴斑圖像采集方法可根據(jù)待測(cè)試件變形前后表面散斑圖像的相關(guān)性來(lái)確定試件位移及變形的全場(chǎng)測(cè)量。
展開 你能分清嗎？塑料的泊松比、彈性模量與剪切模量的區(qū)別與力學(xué)分析應(yīng)用
圖3 引伸計(jì)法測(cè)泊松比
光學(xué)測(cè)量法：如數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)，通過(guò)在試樣表面制作隨機(jī)散斑圖案，利用相機(jī)在加載過(guò)程中拍攝試樣表面的圖像，然后通過(guò)圖像處理算法分析散斑圖案的變形，從而得到試樣表面的全場(chǎng)應(yīng)變信息，包括軸向和橫向應(yīng)變，進(jìn)而計(jì)算出泊松比。這種方法能夠提供更全面的應(yīng)變分布信息，并且對(duì)試樣表面制備的要求相對(duì)較低。
圖4 DIC法測(cè)泊松比
2. 彈性模量
拉伸試驗(yàn)：同樣是常用的方法。在拉伸試驗(yàn)中，測(cè)量試樣在彈性變形階段的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線。彈性模量E是應(yīng)力-應(yīng)變曲線在彈性階段的斜率，通過(guò)逐漸增加拉伸載荷并準(zhǔn)確測(cè)量相應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變值，可以得到彈性模量。
動(dòng)態(tài)法：如超聲測(cè)量法，利用超聲波在材料中的傳播速度來(lái)計(jì)算彈性模量。這種方法適用于各種形狀和尺寸的材料，且對(duì)材料的損傷較小。
3. 剪切模量
扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)：對(duì)圓柱試樣施加扭矩，使其產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。在試驗(yàn)過(guò)程中，需要準(zhǔn)確測(cè)量扭矩和扭轉(zhuǎn)角，并根據(jù)試樣的尺寸和材料特性進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。
剪切波傳播法：類似于動(dòng)態(tài)法測(cè)量彈性模量，通過(guò)測(cè)量剪切波在材料中的傳播速度來(lái)確定剪切模量。這種方法具有非接觸、快速等優(yōu)點(diǎn)，適用于材料的無(wú)損檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)。
四、
結(jié)語(yǔ)
泊松比、彈性模量與剪切模量的精準(zhǔn)測(cè)定，是評(píng)估材料性能、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基石。作為專業(yè)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，國(guó)高材分析測(cè)試中心憑借先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備（如高精度萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)DIC等）和資深技術(shù)團(tuán)隊(duì)，為客戶提供符合GB、ASTM、ISO等標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)性能測(cè)試服務(wù)。
展開 模擬仿真與DIC應(yīng)變測(cè)量相結(jié)合是大勢(shì)所驅(qū)嗎？
我又重新回到DIC測(cè)量行業(yè)工作啦！:D
從2008年到2021年之十幾年的時(shí)間里，國(guó)內(nèi)DIC測(cè)量技術(shù)還真是蓬勃發(fā)展！
記得剛開始時(shí)，DIC測(cè)量還僅局限于各高校的科研機(jī)構(gòu)在研究測(cè)試，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在很多行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)啦！
再次回到這個(gè)行業(yè)，忽然發(fā)現(xiàn)，如果想異軍突起，沒(méi)有新鮮技術(shù)是沒(méi)有可能啦！
然而在DIC算法上，就目前的形式看，好像很難再有什么突破！
DIC測(cè)量總歸是幫助人們獲得位移形變等應(yīng)變數(shù)據(jù)，最終目的：1）了解材料性能；2）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)量對(duì)象狀態(tài)，對(duì)突然發(fā)生的應(yīng)變及時(shí)進(jìn)行處理，防患于蔚然；3）通過(guò)對(duì)測(cè)試對(duì)象在特定情況下發(fā)生的應(yīng)變的了解，進(jìn)一步優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)，提高仿真模擬的精度。
對(duì)于前2項(xiàng)，個(gè)人感覺(jué)，目前的DIC測(cè)量產(chǎn)品基本都能很好的實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)；而最好一項(xiàng)，能實(shí)現(xiàn)基本目標(biāo)，但在完成的過(guò)程中，受到人工經(jīng)驗(yàn)和跨部門溝通等因素影響，效果還可以進(jìn)一步提高。
真正使用DIC測(cè)量設(shè)備的第三類用戶，以及目光高遠(yuǎn)的一些DIC設(shè)備研發(fā)機(jī)構(gòu)，都在嘗試不同的方式改進(jìn)DIC測(cè)量設(shè)備的各種性能，以便能在提高仿真模擬精度方面能提供更大的助力。有的可以將測(cè)量分析結(jié)果可以直接導(dǎo)入到仿真模擬軟件，有的將仿真模型文件導(dǎo)入到應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)。總體來(lái)說(shuō)都是有一定效果的，也給應(yīng)用者提供了不同程度的便利。但是由于數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)平臺(tái)不統(tǒng)一，之前提到的不良因素的影響只是稍稍減弱，治標(biāo)不治本，不能從根本上解決問(wèn)題。
展開 2.5DIC硅中介電源完整性和可靠性簽核挑戰(zhàn)和解決方案【8月19日直播】
2.5DIC 硅中介電源是 2.5D 集成芯片（2.5DIC）技術(shù)中，通過(guò)硅中介層為堆疊或并排集成的各種芯片提供電源分配、傳輸和管理的系統(tǒng)。在 2.5D 集成芯片（2.5DIC）中，硅中介層（Silicon Interposer）作為異構(gòu)芯片（如邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、加速器等）的 “互連樞紐”，其電源完整性（Power Integrity, PI） 和可靠性（Reliability） 是決定系統(tǒng)性能、穩(wěn)定性和壽命的核心因素。電源完整性確保電源在傳輸和分配過(guò)程中滿足芯片的電壓精度和噪聲要求；可靠性則保障電源系統(tǒng)在長(zhǎng)期工作中抵御物理、化學(xué)或熱應(yīng)力導(dǎo)致的失效。
8月19日，Ansys官方策劃的研討會(huì)『2.5DIC硅中介電源完整性和可靠性簽核挑戰(zhàn)和解決方案』講解一種全新的仿真工作流程，下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：8月19日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：在缺少系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC）數(shù)據(jù)的前提下，對(duì)中介層進(jìn)行獨(dú)立仿真變得非常棘手和挑戰(zhàn)。在沒(méi)有系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC）數(shù)據(jù)的情況下，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)健性檢查、層壓降分析、電遷移（EM）評(píng)估以及抗靜電放電（ESD）和電流密度檢查，來(lái)確保僅中介層設(shè)計(jì)的簽收安全性，并提高設(shè)計(jì)簽收效率。基于這些挑戰(zhàn)，我們提出了全新的仿真工作流程。
講師：
王曉東 | Ansys主任應(yīng)用工程師
負(fù)責(zé)RedHawk/RedHawk_SC/RedHawk_SC_Electrothermal等產(chǎn)品的售前和售后技術(shù)支持，專注于Multi-physics，2.5D/3DIC 電源完整性分析，熱分析，以及應(yīng)力分析等聯(lián)合仿真解決方案領(lǐng)域。
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