用Celsius热求解器对3D-IC进行热分析和应力分析

本文翻译转载于 Cadence blog

随着电子产品尺寸的进一步缩小和运行速度的提高，热管理环境的相关问题也愈发严峻且影响范围很广，芯片、电路板、封装和整个系统都会受其制约。

3D-IC 集成了许多高密度封装的裸片（图一左），热量导致的温度升高会直接影响其性能。因此，必须将温度传感器精确放置在热点，以快速识别缓解温度升高。在封装和 PCB 中（图一中），焦耳热效应，IR 压降和性能是热管理面临的主要挑战。

3D-IC 的多裸片结构进一步加剧了上述挑战，造成晶粒堆栈内部功耗分布不均以及绝缘介电材料相关热阻的升高。此外，3D-IC 的堆叠、连接、焊接方式、TSV 打孔与填充，以及晶圆和裸片减薄等因素都会产生新的应力。

几年前，Cadence 发布了 Celsius 热求解器，以解决芯片、封装和系统的热挑战。Celsius 热求解器是业界首款完整的电热协同仿真解决方案，适用于从 IC 到物理外壳的完整层级。Celsius 为设计到签核提供端到端的完整能力（图二）。

Celsius 热求解器的优势包括：与 Cadence 其他设计工具的集成，精确的有限元分析（FEA）和计算流体动力学（CFD），因高性能分布式计算而显著缩短的仿真时间，以及导入详细封装与 PCB 模型的扩展功能（图三）。

审核编辑：汤梓红