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3D IC散熱分析 3D IC電熱耦合分析 考慮熱效應的芯片EM簽核分析 3D IC熱應力分析 Ansys是業界唯一一家可以提供針對高性能IC設計功耗、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計的挑戰，要求設計者的觀念從對芯片、封裝和電路板孤立地分析向更加系統化全面分析的多物理場（Multi-physics）解決方案轉變。

多芯片3D-IC系統中的熱分布傳熱與自熱效應由于晶體管和其他元件密度極高，且多層堆疊，熱量難以散出，大量熱能滯留在系統內部，導致溫度升高，這種現象稱為自熱。此外，3D-IC中包含數十億個元件，通過長互連線相連，這些連線在電流通過時產生的焦耳熱進一步推高溫度。因此，設計時必須對熱源進行精確監控和分析，確保芯片可靠運行。

隨著周轉時間顯著縮短，在開發這些復雜設計的過程中，Chipletz 工程團隊能夠盡早針對 3D-IC 和 2.5D 封裝多次運行高效且詳細的熱仿真。”

3D-IC的設計挑戰3D-IC設計面臨一些多物理場挑戰，包括傳熱、電遷移、應力和應變以及熱膨脹。這些挑戰是由于3D-IC的復雜性和互聯性而產生的，其中多個芯片相互堆疊，并使用TSV和微突進行連接。熱膨脹也是3D-IC設計中的一項挑戰。隨著IC溫度的變化，IC中使用的不同材料將以不同的速率膨脹，從而導致應力和翹曲，影響其性能和可靠性。

Ansys AI技術可提高3D-IC設計的生產力，而更廣泛的合作則推動了面向AI、HPC和高速數據通信半導體的創新3D-IC熱、機械應力和光子解決方案發展主要亮點 在設計3D集成電路（IC）組件時，Ansys人工智能（AI）驅動的解決方案表現出更高的生產力，并為關鍵任務提供無縫自動化 Ansys多物理場平臺，可支持臺積電客戶對不斷發展的3D-IC設計的可靠性分析需求

在模擬類IC設計方面，2022年第三季度，中國大陸主要模擬類IC設計廠商的平均存貨周轉天數進一步增至約163天，中國大陸模擬類IC設計廠商庫存水平小于國內平均IC設計公司水平，但是中國大陸模擬類IC設計廠商平均存貨周轉天數增長幅度高于國內平均IC設計公司增長水平，模擬類IC庫存壓力也在逐步加劇。

在此階段之前反饋熱仿真結果，就更有可能在封裝選擇標準過程中充分考慮散熱性能。某些集成電路 (IC) 提供多種封裝樣式， 但從熱角度看，并非所有封裝樣式的性能都一樣好。因此，如果選擇了適當的封裝，后期可能不需要使用散熱器。元器件溫度（殼溫或結溫，取決于制造商提供的元器件規格書）是表明熱設計是否合格的關鍵指標。然而，在此階段，我們只能獲得元器件溫度的粗略估算值。

</li><li>多物理場耦合：考慮流體力學與固體力學的耦合作用，如設計出的散熱器既有優良的換熱性能，又保證結構強度的要求。</li></ul><p><br></p><p>本期的基于Inspire Fluid的隱式建模換熱器設計和熱仿真分享就到這里啦，下一期我們將分享更多實用功能，敬請期待。

Ansys經過認證的半導體解決方案將幫助智原科技縮短2.5D/3D-IC的設計周期，并確保設計符合信號完整性和性能目標主要亮點 智原科技將使用Ansys RaptorX?片上電磁（EM）建模解決方案來增強2.5D/3D集成電路（IC）的先進封裝設計開發 Ansys解決方案將幫助智原科技優化其硅中介和多芯片設計（Multi-die Design），從而支持更出色的內存帶寬、信號完整性和終端應用性能

且不說本文前面提到的用于提高驗證效率的debug方法，即使只是為了做好設計，SystemVerilog也是大有用武之地。在歐美很多發達國家，很多世界頂級的IC設計公司內部都已經開始使用SystemVerilog進行RTL設計了。

分享會現場主題分享Part1熱測試技術、熱測試硬件設備解決方案在汽車電子散熱設計過程中，IC封裝、PCB、IGBT、車載PDU等領域都需要仿真來提升設計的效率與可靠性。

另外由于半導體設備的功耗、散熱參數與材料成分、制造工藝相關，且與環境溫度及溫升相關，需要借助熱測試設備重新標定元件的散熱特性。 目前電子、電氣行業的熱設計工作大都是由結構設計工程師在兼顧，相對缺乏熱設計理論、專業CFD散熱分析技術和熱測試經驗。安世亞太多年從事熱設計工程咨詢服務，積累了豐富的實踐經驗，時至今日已具備熱設計完整解決方案及落地能力。

熱設計技術電子設備的熱設計是根據電子元器件的功耗、溫度特性和應用場景，利用熱傳遞技術和相應的結構設備，使元器件的工作溫度不超過其正常工作溫度的要求范圍，同時滿足散熱路徑上部件的可靠性要求。通常熱設計需要借助熱測試技術獲得關鍵傳熱性能參數，仿真技術能夠對熱設計進行評估與優化。

本小節將從流體動力學方面來闡述熱設計。進行熱設計最基礎的理論是傳熱學和流體力學。傳熱學主要研究熱量傳遞的基本形式、傳熱機理以及傳熱計算方法。而流體力學主要研究流體流動特性和流動時阻力計算等。數值求解溫度場是基于流場的計算結果上的，流體流動滿足三大守恒定律，包括質量守恒、動量守恒和能量守恒。為了充分理解自然對流或強制對流的傳熱，有必要對流體動力學有一個基本的了解。

※ 展示范圍IC 設計、芯片：IC及相關電子產品設計、人工智能芯片、電源管理芯片、物聯網芯片、5G通信芯片及方案、汽車電子芯片、安全控制芯片、數模混合通訊射頻芯片、存儲芯片、LED照明及顯示驅動類芯片等;晶圓制造及封裝：晶圓制造、SiP先進封裝、OSATs、EMS、OEMs、IDM、硅晶圓及IC封裝載板、印制電路板、封裝基板和設備及組裝和測試等、封裝設計、測試

在Mechanical的靜力學分析模塊中將輸出熱應變參數化。

從節能角度看，合理的換熱面積設計能夠顯著降低系統能耗，一個面積匹配良好的換熱器，可以在較低的泵送功率下實現高效的熱交換，減少能源浪費，反之，面積不足可能導致系統需要更高的流速或更大的溫差來彌補，從而增加運行成本，長期來看，這種“小投入、大回報”的設計理念，正是現代工業追求可持續發展的體現。