Celsius Thermal Solver
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
Celsius Thermal Solver的實例教程
電源完整性
? Celsius
Celsius Thermal Solver 是業(yè)內(nèi)針對從集成電路到物理部件全電子系統(tǒng)所設(shè)計的一款完整電熱協(xié)同仿真解決方案。Celsius Thermal Solver能夠與Cadence IC、封裝和基板設(shè)計平臺實現(xiàn)無縫集成。利用創(chuàng)新的多物理場技術(shù)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。將實體結(jié)構(gòu)有限元分析（FEA）與計算流體動力學(xué)（CFD）相結(jié)合，Celsius Thermal Solver可以在同一工具內(nèi)完成系統(tǒng)分析。Celsius Thermal Solver幫助工程團(tuán)隊結(jié)合電氣和熱力分析，進(jìn)行電力和熱力流動仿真，從而獲得比傳統(tǒng)工具更精確的系統(tǒng)級熱力仿真結(jié)果。此外，Celsius Thermal Solver基于先進(jìn)3D 結(jié)構(gòu)中電力的實際流動，執(zhí)行靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）和動態(tài)（瞬態(tài)）電熱協(xié)同仿真，提供了對真實世界系統(tǒng)行為的預(yù)見性。
? PowerDC
PowerDC 能對IC封裝提供快速準(zhǔn)確的直流分析和電熱協(xié)同分析，是一款能對基板和IC封裝設(shè)計進(jìn)行電熱協(xié)同仿真分析的工具，其提供了一個詳細(xì)的工作流程幫助仿真工程師發(fā)現(xiàn)設(shè)計中隱含的直流壓降問題、電流密度問題和熱可靠性問題。PowerDC能支持多Die堆疊的封裝設(shè)計，能進(jìn)行復(fù)雜設(shè)計的DRC檢查，可以得到Die、過孔和封裝等各組件的溫度，還可以得到JEDEC定義的各種封裝熱參數(shù)模型。
? OptimizePI
OptimizePI 應(yīng)用Sigrity的電磁分析和優(yōu)化算法可以使IC封裝PDS網(wǎng)絡(luò)的性能或成本達(dá)到最優(yōu)。OptimizePI可以幫助設(shè)計人員自動地在合適的位置放置合適容值的去耦電容，來確保產(chǎn)品設(shè)計以最低的成本或最小的面積滿足電源分配系統(tǒng)（PDS）的性能目標(biāo)，優(yōu)化電源平面諧振，或者在不增加電容種類的情況下實現(xiàn)最佳的PI、EMI性能。
展開 （圖片來源Mentor網(wǎng)站）
--------電熱協(xié)同仿真工具--------
◆ Celsius Thermal Solver 是業(yè)內(nèi)針對從集成電路到物理部件全電子系統(tǒng)所設(shè)計的一款完整電熱協(xié)同仿真解決方案。Celsius Thermal Solver能夠與Cadence IC、封裝和基板設(shè)計平臺實現(xiàn)無縫集成。利用創(chuàng)新的多物理場技術(shù)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。將實體結(jié)構(gòu)有限元分析（FEA）與計算流體動力學(xué)（CFD）相結(jié)合，Celsius Thermal Solver可以在同一工具內(nèi)完成系統(tǒng)分析。Celsius Thermal Solver幫助工程團(tuán)隊結(jié)合電氣和熱力分析，進(jìn)行電力和熱力流動仿真，從而獲得比傳統(tǒng)工具更精確的系統(tǒng)級熱力仿真結(jié)果。此外，Celsius Thermal Solver基于先進(jìn)3D 結(jié)構(gòu)中電力的實際流動，執(zhí)行靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）和動態(tài)（瞬態(tài)）電熱協(xié)同仿真，提供了對真實世界系統(tǒng)行為的預(yù)見性。
◆ Ansys最新的SIwave版本中，集成了SIwave-Icepak電熱協(xié)同仿真功能，設(shè)計者在單獨的SIwave軟件環(huán)境中，就可以同時調(diào)用SIwave 直流求解器和Icepak 三維散熱（CFD）求解器，進(jìn)行電熱耦合分析，得到封裝或板級工作時的電流密度分布以及溫度分布結(jié)果，幫助設(shè)計者提前評估溫度變化對封裝及PCB性能的影響，預(yù)判溫度分布熱點，以便進(jìn)行散熱設(shè)計。
（圖片來源Ansys網(wǎng)站）
--------熱力結(jié)合仿真工具--------
◆ 作為Ansys的核心產(chǎn)品之一，Ansys Mechanical是使用最廣泛的的通用結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真分析系統(tǒng)。以結(jié)構(gòu)力學(xué)分析為主，涵蓋線性、非線性、靜力、動力、疲勞、斷裂、復(fù)合材料、優(yōu)化設(shè)計、概率設(shè)計、熱及熱結(jié)構(gòu)耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能，全面集成于ANSYS新一代協(xié)同仿真環(huán)境ANSYS Workbench中。
展開 FEA求解器主要解決的區(qū)域
CFD求解器主要解決的區(qū)域
本文章以Cadence的Celsius Thermal Solver作為仿真工具，利用它的FEA-CFD電熱仿真流程實施分析工作，流程圖如下所示：
導(dǎo)入PCB文件，進(jìn)行電與熱相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，運行FEA仿真，得到包含PCB各區(qū)域功率耗散的簡化仿真模型，再導(dǎo)入到CFD求解器中，添加風(fēng)扇、機(jī)箱等結(jié)構(gòu)實施CFD仿真，結(jié)果保存為一個CFD模型，代表設(shè)置環(huán)境（自然環(huán)境、風(fēng)冷或水冷等）下的真實傳熱系數(shù)，再回到FEA求解器中導(dǎo)入CFD模型作為邊界條件，重新執(zhí)行電熱仿真，最后得到精確的電熱仿真結(jié)果。
下面以一個PCB熱仿真實例，詳細(xì)說明仿真步驟。
① FEA求解器提取簡化模型
啟動Cadence Celsius Thermal Solver，選擇并打開Solid Objects Simulation for Layered Structures模塊，該模塊就是基于FEA求解仿真層狀結(jié)構(gòu)（PCB板）。
選擇菜單欄中Tools > Options > Edit Options，在Translator一欄中使能下圖中的兩項，保證板框按照design outline、器件尺寸按照place bound定義。
在軟件界面左側(cè)向?qū)е羞x擇Load Layout File，導(dǎo)入.brd格式的PCB文件，將PCB文件轉(zhuǎn)換為.spd格式的仿真文件。
在向?qū)е惺鼓蹺nable E/T Co-Simulation Mode選項，選擇電熱耦合仿真模式。
點擊Check Stackup，打開層疊管理界面，檢查并設(shè)置層疊厚度和材料屬性，其中每一層的fill-in填充材料務(wù)必設(shè)置。
展開 FEA求解器主要解決的區(qū)域
CFD求解器主要解決的區(qū)域
本文章以Cadence的Celsius Thermal Solver作為仿真工具，利用它的FEA-CFD電熱仿真流程實施分析工作，流程圖如下所示：
導(dǎo)入PCB文件，進(jìn)行電與熱相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，運行FEA仿真，得到包含PCB各區(qū)域功率耗散的簡化仿真模型，再導(dǎo)入到CFD求解器中，添加風(fēng)扇、機(jī)箱等結(jié)構(gòu)實施CFD仿真，結(jié)果保存為一個CFD模型，代表設(shè)置環(huán)境（自然環(huán)境、風(fēng)冷或水冷等）下的真實傳熱系數(shù)，再回到FEA求解器中導(dǎo)入CFD模型作為邊界條件，重新執(zhí)行電熱仿真，最后得到精確的電熱仿真結(jié)果。
下面以一個PCB熱仿真實例，詳細(xì)說明仿真步驟。
① FEA求解器提取簡化模型
啟動Cadence Celsius Thermal Solver，選擇并打開Solid Objects Simulation for Layered Structures模塊，該模塊就是基于FEA求解仿真層狀結(jié)構(gòu)（PCB板）。
選擇菜單欄中Tools > Options > Edit Options，在Translator一欄中使能下圖中的兩項，保證板框按照design outline、器件尺寸按照place bound定義。
在軟件界面左側(cè)向?qū)е羞x擇Load Layout File，導(dǎo)入.brd格式的PCB文件，將PCB文件轉(zhuǎn)換為.spd格式的仿真文件。
在向?qū)е惺鼓蹺nable E/T Co-Simulation Mode選項，選擇電熱耦合仿真模式。
點擊Check Stackup，打開層疊管理界面，檢查并設(shè)置層疊厚度和材料屬性，其中每一層的fill-in填充材料務(wù)必設(shè)置。
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Celsius Thermal Solver的最新內(nèi)容
將實體結(jié)構(gòu)有限元分析（FEA）與計算流體動力學(xué)（CFD）相結(jié)合，Celsius Thermal Solver可以在同一工具內(nèi)完成系統(tǒng)分析。Celsius Thermal Solver幫助工程團(tuán)隊結(jié)合電氣和熱力分析，進(jìn)行電力和熱力流動仿真，從而獲得比傳統(tǒng)工具更精確的系統(tǒng)級熱力仿真結(jié)果。
電源完整性
? Celsius
Celsius Thermal Solver 是業(yè)內(nèi)針對從集成電路到物理部件全電子系統(tǒng)所設(shè)計的一款完整電熱協(xié)同仿真解決方案。Celsius Thermal Solver能夠與Cadence IC、封裝和基板設(shè)計平臺實現(xiàn)無縫集成。利用創(chuàng)新的多物理場技術(shù)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。
① FEA求解器提取簡化模型
啟動Cadence Celsius Thermal Solver，選擇并打開Solid Objects Simulation for Layered Structures模塊，該模塊就是基于FEA求解仿真層狀結(jié)構(gòu)（PCB板）。
① FEA求解器提取簡化模型
啟動Cadence Celsius Thermal Solver，選擇并打開Solid Objects Simulation for Layered Structures模塊，該模塊就是基于FEA求解仿真層狀結(jié)構(gòu)（PCB板）。
