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（圖6：2.5D 結(jié)構(gòu)示意圖） 資料來源：EETimes，國盛證券研究所 3D 封裝和 2.5D 封裝的主要區(qū)別在于，2.5D 封裝是在中介層上進(jìn)行布線和打孔，而 3D集成是直接在芯片上打孔（TSV）和重布線（RDL），電氣連接上下層芯片。

通過先進(jìn)封裝的技術(shù)，越來越多的2.5D/3D芯片相繼面世，3D封裝和 2.5D封裝之間的基本區(qū)別在于，2.5D 封裝在Interposer上并排互連芯片，而 3D 互連層將芯片進(jìn)行堆疊，即互連結(jié)構(gòu)在彼此的頂部[16]。業(yè)界無論從設(shè)計(jì)者還是晶圓廠都在大力發(fā)展2.5D/3D封裝的相關(guān)技術(shù)。

Ansys經(jīng)過認(rèn)證的半導(dǎo)體解決方案將幫助智原科技縮短2.5D/3D-IC的設(shè)計(jì)周期，并確保設(shè)計(jì)符合信號(hào)完整性和性能目標(biāo)主要亮點(diǎn) 智原科技將使用Ansys RaptorX?片上電磁（EM）建模解決方案來增強(qiáng)2.5D/3D集成電路（IC）的先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)開發(fā) Ansys解決方案將幫助智原科技優(yōu)化其硅中介和多芯片設(shè)計(jì)（Multi-die Design），從而支持更出色的內(nèi)存帶寬、信號(hào)完整性和終端應(yīng)用性能

image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202602/attachment/e879fa67c07745b4bb34eeb4b3c8f22a.png"> </figure> </figure><p class="ql-align-center"><strong>作品名稱：2.5D/3D設(shè)計(jì)中的芯片電源網(wǎng)絡(luò)分析方案

這包括專門用于解決3D-IC設(shè)計(jì)的熱完整性和高速完整性挑戰(zhàn)的全新功能，如RedHawk-SC Electrothermal。 在過去幾年里，Ansys因其在EDA設(shè)計(jì)流程中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，獲得臺(tái)積電的官方認(rèn)證。2020年，Ansys憑借其先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)解決方案，成功通過臺(tái)積電高速CoWoS（晶圓基底芯片）和InFO（集成扇出型）2. 5D與3D封裝技術(shù)的早期認(rèn)證。

為了預(yù)測(cè)IC芯片在封裝過程中受到環(huán)氧樹脂流動(dòng)所造成的金線偏移量值與行為，Moldex3D IC 封裝模塊 目前設(shè)定Moldex3D線性求解器作為默認(rèn)方式；因?yàn)榫€性仿真能夠快速進(jìn)行小變形分析，加速取得金線偏移結(jié)果。然而目前常見的重點(diǎn)分析案例，金線偏移都是基于大變形的結(jié)果，故使用線性分析的結(jié)果值，容易高估整體變形量。

Ansys optiSLang為上述問題提供了別樣的解決思路，同時(shí)，Ansys optiSLang成熟的工具配套廣泛的用戶群體，為半導(dǎo)體封裝乃至2.5D/3D IC的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都提供了強(qiáng)有力的支撐。4月22日，Ansys聯(lián)合渠道合作伙伴北京朔和科技有限公司共同推出『optiSLang 參數(shù)化穩(wěn)健性分析——半導(dǎo)體封裝行業(yè)案例』網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，歡迎預(yù)約參加本次活動(dòng)。

三星與Ansys的合作證明電源和熱管理對(duì)于先進(jìn)的并排（2.5D）和3D集成電路（3D-IC）系統(tǒng)的可靠性和性能的重要性。 3D-IC技術(shù)既能夠使眾多用于高性能計(jì)算、智能手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、人工智能和圖形處理的領(lǐng)先半導(dǎo)體產(chǎn)品成為可能，也可以幫助企業(yè)在其市場上實(shí)現(xiàn)競爭差異化。三星可提供一系列2.5D封裝選項(xiàng)（I-Cube和H-Cube），以及采用X-Cube技術(shù)的3D垂直堆疊。

效益1、找出關(guān)鍵結(jié)合線出現(xiàn)機(jī)率較高的位置2、降低結(jié)合線會(huì)合角及形成包封的可能性案例研究IC封裝是在模腔中以氧樹脂成型材料(EMC)將微芯片封裝的過程，接著用柱塞將片劑壓入模腔，如圖一所示。圖一 IC封裝制程IC封裝常見的難題包括不完全充填、內(nèi)部包封及金線偏移和交叉等，如圖二所示。若要避免造成生產(chǎn)上的損失和客戶抱怨，就必須生產(chǎn)前及早預(yù)測(cè)問題并加以改善。

3D IC散熱分析 3D IC電熱耦合分析 考慮熱效應(yīng)的芯片EM簽核分析 3D IC熱應(yīng)力分析 Ansys是業(yè)界唯一一家可以提供針對(duì)高性能IC設(shè)計(jì)功耗、噪聲及可靠性仿真的多物理場仿真方案提供商高性能集成電路設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，要求設(shè)計(jì)者的觀念從對(duì)芯片、封裝和電路板孤立地分析向更加系統(tǒng)化全面分析的多物理場（Multi-physics）解決方案轉(zhuǎn)變。

其核心思想是將多個(gè)半導(dǎo)體芯片（業(yè)內(nèi)常稱為“芯粒”）通過兩種方式組合：要么并排布置在同一個(gè)中介層上（稱為2.5D-IC），要么垂直堆疊起來（稱為3D-IC）。這些芯粒之間依靠硅通孔（TSV）和硅中介實(shí)現(xiàn)互連。TSV是穿過硅中介的垂直導(dǎo)電通道，如同打通各層之間的“電梯”，能夠顯著縮短互連長度、降低寄生電容、提高信號(hào)帶寬，從而提升系統(tǒng)整體性能。

<p><span style="color: rgb(18, 18, 18);">此資料主要講述Ansys Fluent 2.5D動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用案例。Ansys Fluent 2.5D動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)是一種快速網(wǎng)格重構(gòu)方法。

以下簡單說明Studio封裝仿真流程。1. 制作模型在制程類型(Molding Type)選擇芯片封裝(Encapsulation)(圖一)，接下來可直接匯入已制作完成的網(wǎng)格，或是使用Studio的工具建立自己的模型。使用封裝組件(Encapsulation Component)精靈可以由2D曲線產(chǎn)生IC對(duì)象，并可指定位置及厚度，后續(xù)即可在產(chǎn)生網(wǎng)格時(shí)自動(dòng)生成Hybrid網(wǎng)格(圖二)。

而在使用自動(dòng)混和網(wǎng)格功能前，用戶應(yīng)先準(zhǔn)備包含尺寸與位置的2D草圖，藉由Studio的封裝組件精靈定義圖面屬性、高度等等相關(guān)信息，從而將2D圖面轉(zhuǎn)為3D的IC組件，接著在網(wǎng)格生成的步驟中，針對(duì)一系列的參數(shù)設(shè)定，使用封裝實(shí)體網(wǎng)格精靈以生成各組件細(xì)小的實(shí)體網(wǎng)格，以下說明自動(dòng)網(wǎng)格建模流程：1.以曲線繪制2D草圖在Studio建立新項(xiàng)目，選擇Solid網(wǎng)格與封裝制程以開啟后續(xù)對(duì)應(yīng)的功能，接著建立2D

2.5D和3D IC的設(shè)計(jì)人員對(duì)以芯片為中心的流程非常熟悉。他們需要的建模解決方案既要求具備易用性，同時(shí)又要滿足高信號(hào)數(shù)據(jù)速率所需的精度以及這類封裝解決方案的供電問題。” 我問道：“您如何在易用性和準(zhǔn)確性之間取得平衡？” Yorgos答復(fù)道： “Ansys HFSS是電磁分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)，其應(yīng)用范圍從無線傳播一直延伸到PCB級(jí)信號(hào)與電源完整性仿真。

封裝/PCB2.1 SI仿真寄生參數(shù)/抽取2.2 SI通道分析及DOE優(yōu)化2.3 電源DC及電熱耦合分析2.4 電源AC去耦及瞬態(tài)分析2.5 散熱及結(jié)構(gòu)可靠性分析客戶案例1. 2.5D IC HBM 仿真2. 2.5D IC的系統(tǒng)級(jí)電源性能優(yōu)化分析3. 系統(tǒng)SI性能優(yōu)化分析4. 系統(tǒng)PI優(yōu)化分析5. 封裝/系統(tǒng)散熱分析6.

對(duì)于Auto Hybrid模式的建模，點(diǎn)擊匯入幾何來匯入IC組件的2D配置(曲線)，再點(diǎn)擊封裝組件來呼叫精靈創(chuàng)建3D IC組件。

此外，相較于2D-IC，3D-IC設(shè)計(jì)技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成，更高效地利用空間并提高電氣性能。3D-IC使用硅中介（silicon interposer）和TSV，以便在不同IP之間實(shí)現(xiàn)更好的連接。硅中介是一種用于2.5D和3D-IC設(shè)計(jì)的薄硅晶片，可以在單個(gè)封裝中連接多個(gè)裸片或芯片。它可作為放置芯片的基板，并使用較小間距垂直TSV和微突進(jìn)行連接。

05、其具有的3D編輯器與主流仿真軟件的仿真模型一體化關(guān)聯(lián)，保證了SiP封裝在2.5D/3D熱仿真，3D力學(xué)仿真驗(yàn)證領(lǐng)域數(shù)據(jù)的一致性與準(zhǔn)確性。06、支持多用戶在同一界面下完成設(shè)計(jì)及檢查。