芯片要火不要“热”！仿真技术助力芯片热设计

芯片散热仿真好比一场微观世界里的“清凉大作战”！

想象一下，小小的芯片就像迷你城市，无数的电子如同居民在其中穿梭。当芯片高速运转，就像城市进入了狂欢，热闹非凡但也会产生大量的热量。

而芯片散热仿真用数字和算法，让工程师可以清晰地看到热量是如何在芯片里产生、流动和散发，提前预知芯片在不同工作状态下会不会“热得冒烟”。

散热仿真可以模拟场景，比如芯片在高温环境下会怎样“挥汗如雨”，又或者当有特殊的散热材料加入时，热量是如何快速逃离，做到“精准模拟，冷静处理”。

伏图-电子散热模块（Simdroid-EC）迎“热”而生，它内置电子产品专用零部件模型库，支持用户通过快速搭建仿真场景，并利用成熟算法计算流动与传热问题，实现对电子产品的热可靠性分析，准确预测芯片内部的发热情况，帮助工程师快速定位热设计瓶颈、优化芯片设计。

除了快速智能建模、高效网格剖分、高精度精确求解和丰富的后处理结果，伏图-电子散热模块还具有一键生成报告功能，智能化设计能够让仿真工程师快速上手。下面以芯片典型的RJA -JEDEC自然散热模型为例，带大家快速了解伏图-电子散热模块的仿真流程。

图2 芯片Rja仿真模型条件边界

1. 智能建模

该案例芯片模型为step文件，这里直接在文件窗口导入芯片模型。PCB模型则为智能元件建模，然后用立方体模块建立支撑板及测试板等辅助元件模型。

图3 芯片模型导入及PCB建模

网格剖分主要包含全局网格设置和局域网格设置。根据芯片的组成对各部分采用不同精度的网格划分设置，并依网格剖分流程进行剖分及检查，以得到足够精确又高效的结果。

图4 网格设置

模型和属性设置是影响计算精确度的主要因素。仿真中，需设置正确的求解边界及物性参数，并按实际应用场景选用合适的物理模型。本案例会用到流热耦合、辐射，并考虑重力对流场和温度场的影响，对壁面边界条件进行有效设置。

图5 模型设置

图6 属性设置

图7 监控点曲线

计算完成后，针对芯片散热特点，按照仿真需求的结果统计分析模块。生成相应的云图、矢量图、流线图、动画等多种可视化结果，依需要统计和选取各个元件的平均温度、传热量、流量等数据作为检测重点，一键生成热仿真报告。

图8 表面温度云图展示

图9 多平面云图展示

图10 切片云图展示

图11 速度流线展示

图12 报告生成展示

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