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Cadence提出热电偕同模拟系统分析 面对3D IC挑战
 

【CTIMES/SmartAuto 吳雅婷 报导】   2019年11月07日 星期四

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实现3D IC是未来电子设计的重要目标,2.5D是过渡性技术,但最终是希??达成电晶体堆叠和晶片的高度整合。要实现这项目标,更精准且更全面的模拟系统至关重要,而Cadence看准了此市场需求,今年4月和9月先後推出Clarity 3D求解器和Celcius热求解器,正式进入系统分析市场,更於昨(6)於台北举办了「系统分析研讨会」,畅谈面对3D IC挑战的最新解决方案。

Clarity 3D求解器的分散式处理流程。(source:Cadence)
Clarity 3D求解器的分散式处理流程。(source:Cadence)

Cadence系统仿真事业部总经理Ben Gu表示,Cadence奠基於EDA软体和开发工具,在仿真方面,已有完整的IC、PCB和封装模拟解决方案,系统分析是我们的下一步。系统分析在仿真方面就和EDA相似,且在超高资料传输率(data rate)和3D IC的市场需求刺激下,未来电子设计需要更多跨域仿真的资源,Clarity 3D求解器是我们第一套系统分析的开发工具,它能和3D电磁模拟工具Sigrity结合,建立出完整的电磁机械模型。

Clarity拥有功能强大的网格技术(Mesh technology)和矩阵求解器(matrix solver),因而能实现平行运算,让模拟工作所需的硬体配置规格大幅降低,运行一个自适网格(adaptive Mesh)的CPU容量仅需32G。这也代表模拟的运算成本得以大幅降低,甚至可以运用云端平台的运算资源,让运算效率大幅提升。

Ben Gu举例,Clarity在用户端设备进行模拟,成本能减少70%,若是运用云端,甚至可减少93%。他很自信的说,Cadence在3D电磁分析方面最大的突破,便是透过创新的程式设计(programming),Clarity透过划分Mesh和强大的矩阵求解器,在获得运算速度提升至10倍的同时,还能达成高精准的仿真分析。

他更指出,除了电磁(EM)、机械结构外,热能分析(thermal analysis)也是系统分析的重点,因为热是系统级的问题,而非单一电晶体,所以不论在IC、PCB还是封装的设计上,热能需要多维度且细部的分析,而非针对特定区块而已。Celcius便是Cadence针对热仿真所开发的工具,不论是固体结构或是流体力学都能得到完整且准确的模拟。

Celcius是结合有限元素分析(FEA)和计算流体力学(CFD)的完整热仿真解决方案,前者处理布局内部细节的热能分布,後者分析外部的热对流。Celcius甚至还能结合Clarity 3D电磁求解器、Voltus电源完整性分析、Sigrity封装级分析,进行热电偕同模拟系统分析(electrical-thermal co-simulation,E-T CoSim),得到多物理场(Multi-physics)最隹化模拟结果。

關鍵字: 3D IC  仿真  益华计算机 
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