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隨著新思科技完成對Ansys的整合，其提供的多物理場芯片-封裝-系統（CPS）仿真技術，可實現Multi-Die設計的跨域協同分析，完成電，熱，結構的聯合仿真。新思科技芯課程將在年后迎來第五講，也是首期系列課程的收官之作：「Multi-Die設計中的芯片-封裝-系統協同多物理場分析」，探討如何基于高精度芯片模型，幫助用戶優化多芯片設計的SIPI/熱/機械可靠性性能。

電子產品結構失效原因 熱、振動、濕度問題是失效主要原因，并且電子產品特性決定了它自身是處于多物理場耦合工況條件下。

隨著新思科技完成對Ansys的整合，其提供的多物理場芯片-封裝-系統（CPS）仿真技術，可實現Multi-Die設計的跨域協同分析，完成電，熱，結構的聯合仿真。新思科技芯課程將在年后迎來第五講，也是首期系列課程的收官之作：「Multi-Die設計中的芯片-封裝-系統協同多物理場分析」，探討如何基于高精度芯片模型，幫助用戶優化多芯片設計的SIPI/熱/機械可靠性性能。

全文內容選自Altair 區域技術交流會華東站Altair技術工程師 楊駿豪《電子行業的高效建模和多物理場仿真技術》演講各位同仁好！今天很高興與大家分享電子行業的高效建模與多物理場求解技術。在現代工業發展中，電子產品已經遠遠超出了傳統認知的范疇，飛機、汽車等復雜系統都在向電子化方向發展。作為電子元器件核心的 PCB 板，其可靠性直接決定了產品的使用壽命和穩定性。

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通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）云道智造獨立打造了自主可控的通用仿真引擎，開發了通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid），為電子電力、石油石化、航空航天、汽車船舶、裝備制造、軌道交通等重點行業提供自主可控的仿真解決方案。

02多物理場仿真面臨的挑戰大規模 3D IC 封裝的多物理場仿真存在多重技術難點。首先，ECAD 數據的體量和復雜性對現有工具的模型導入與處理能力形成巨大壓力。精確分析需要耦合熱、機械、疲勞和電磁等多重物理效應，同時還需處理異質材料和薄層幾何結構。盡管全局精細網格劃分會帶來高昂的計算成本，但在關鍵區域仍不可或缺。

6月10日，Ansys將在深圳舉辦線下研討會——破局高速PCB制造瓶頸：Ansys多物理場與AI驅動設計與制造創新，將圍繞工廠加工制造過程中的信號完整性、熱設計、電磁兼容、結構仿真及制造可靠性等關鍵環節，系統展示多物理場與AI驅動下的設計與制造創新方案。

服務器機房的工程考量因素無限強大算力，極小物理空間如果說服務器機架是數據中心的骨架，那么芯片就是其大腦。當今的芯片越來越多地將專用處理元件和存儲器集成到復雜的多芯片封裝中。要設計這些系統，就需要了解電氣、熱和機械領域的復雜交互，而這些交互須通過綜合的多物理場仿真來預測。供電網絡和熱管理系統必須進行整體分析，因為電氣性能會影響熱分布，而散熱會影響連續反饋回路中的電氣性能。

下載地址：多物理場耦合模型及數值模擬導論

Ansys副總裁兼電子、半導體和光學事業部總經理John Lee指出：“Ansys與英特爾代工服務IFS等領先的代工廠合作伙伴通力合作，旨在解決復雜的多物理場挑戰，并滿足嚴格的功耗、性能和可靠性要求。

圖 3 Fluent計算得到的結果直接加載到Mechanical當然，單向多物理場耦合技術也可以擴展到包含電磁仿真的耦合計算中。比如在下圖所示的兩種常見多物理場耦合場景中，都采用的是典型的單向（順序）耦合計算方法。圖 4 常見的電磁-流體-結構耦合仿真對于電子設備行業中的工業品，通常我們能夠進行嚴謹的多物理場單向耦合計算，從而有效的提升仿真計算精度。

通過ANSYS Workbench，可以將結構、熱、流體和電磁場解算器結合在一起以實現真正的多物理模擬，可以在這些解算器之間自動共享幾何圖元，以考慮場與場之間的耦合影響。 使用共享幾何圖形，ANSYS Workbench平臺可以建立不同的物理場，專家可以為他們的特定學科進行單一物理模擬，在Workbench下拖動場與場之間的數據鏈，可以實現對多個物理場之間的系統級耦合分析。

本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛、汽車、聲學、航空航天、材料等多個關鍵領域，讓復雜的專業知識觸手可及。在現實生活中，物理現象不會單獨發生，比如，流體力、結構力、熱和電磁力會不斷相互作用。在這些物理域相互作用的地方，會出現傳熱、變形和質量傳遞等現象。

Ansys副總裁兼電子、半導體與光學事業部總經理John Lee指出：“臺積電是半導體行業領先的技術創新企業，與臺積電的密切合作一直是我們多物理場簽核技術產品獲得成功的重要因素。

挑戰/需求IGBT廣泛應用于軌道交通等高可靠性領域，其封裝熱應力引發的失效多發生在連接部位。本文針對高速動車IGBT真實工況，基于Ansys工具，采用多物理場仿真研究主端子連接結構可靠性，重點分析連接層孔洞與厚度的影響，并通過功率循環試驗驗證結果。

Ansys副總裁兼半導體、電子與光學事業部總經理John Lee指出：“Ansys專注于多物理場平臺，使智原科技等創新企業能夠應對3D-IC的關鍵挑戰，并加速其產品上市進程。Ansys行業領先的工具有助于對電磁現象進行精確建模和分析，幫助我們的客戶始終處于5G、AI和IoT技術進步的前沿。”

內置耦合物理場外，還可自定義物理場方程以進行多物理場耦合分析[2,3]。流固耦合理論及控制方程[4]一般固體變形控制方程主要由三個方程構成：應力平衡方程、幾何變形方程、本構方程。

</p><p>本課程主要內容為：</p><p>1.利用流熱固多物理場耦合仿真瓦斯抽采問題；</p><p>2.利用參數化掃描功能研究不同滲透率、負壓、溫度、時間等多工況下的變化。</p><h3>直播福利：</h3><p>Comsol電子書籍、基礎操作視頻以及部分相關案例。

尤其以Workbench作為多物理場仿真的平臺。每完成一次仿真軟件收購之后，就會將其融入到多物理場平臺中。功能較全能提供多物理場耦合仿真的軟件有ADINA，Altair Multiphysics，STAR-CCM+，其它號稱能解決多物理場問題的工具其實都算不上真正意義上的多物理場工具，比如MSC的SimXpert，達索的SIMULA等。