多物理场仿真助力半导体行业工程师成功进行系统设计

• 人工智能（AI）

• 5G

• 自主驾驶系统

• 增强现实/虚拟现实（AR/VR）

• 高性能计算

工程师使用这些指标设计半导体，使之符合在边缘处理数据以及通过网络传输数据所需的无处不在的连接、低延迟和高数据速率。

多物理仿真能够帮助洞察设计不足并予以纠正指导

为实现这种性能，工程师需要使用FinFET和2.5/3D集成电路（2.5D/3D-IC）封装技术。

但是，在为高性能应用设计半导体时，多重物理场的相互作用会带来严峻的挑战。其中一些相互作用包括：

• 功耗对热特征的影响

• 热特征对可靠性的影响

• 电源噪声对时序的影响

• 电磁串扰对性能的影响

  
  

传统的基于容限的单一方法不能准确建模交叉耦合多物理场效应，这可能会导致芯片故障。

因此，工程师需要多物理场仿真来确保这些复杂电子系统的可靠性与性能，这些仿真能让工程师捕获各种故障机制，并确保产品一次性设计成功。

多物理仿真确保半导体设计成功

可变性已成为高级技术节点的新挑战，具有多种形式，包括：

• 因小型几何结构导致的工艺变化

• 因工作负载不断变化导致的压降变化

• 因电磁效应导致的电流分配变化

• 因为自加热和焦耳加热导致的温度变化

这些变化会加剧直接影响半导体性能的多物理场问题，因此基于容限的单一仿真方法无法设计出最高性能的硅芯片。

使用ANSYS RedHawk-CTA进行芯片与封装的热分析

但是，ANSYS的综合性芯片、封装和系统多物理场解决方案经过优化能帮助工程师发现并解决这些问题，实现所需的PPA和可靠性目标。