تحليل الفيزياء المتعددة من الشريحة إلى النظام

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

محاكاة الفيزياء المتعددة هي عملية الأساليب الحسابية لنمذجة وتحليل النظام لفهم استجابته للتفاعلات الفيزيائية المختلفة مثل نقل الحرارة والمجالات الكهرومغناطيسية والهياكل الميكانيكية. وباستخدام هذه التقنية، يستطيع المصممون إنشاء نماذج قائمة على الفيزياء وتحليل سلوك النظام ككل.

تلعب ظواهر الفيزياء المتعددة دورًا رئيسيًا عند تصميم أي جهاز إلكتروني. في العالم الحقيقي، تتكون معظم الأجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية من الإلكترونيات. تتكون هذه الأجهزة من الرقائق والأسلاك والهوائيات والغلاف والعديد من المكونات الأخرى المسؤولة عن التشغيل النهائي للمنتج وتنفيذه. لا تحدث الظواهر الفيزيائية داخل جهاز إلكتروني فحسب، بل تؤثر أيضًا على الأجهزة القريبة. ولذلك، من المهم النظر في تأثيرات التفاعلات المادية من الشريحة إلى النظام والبيئة المحيطة.

الطرق البديلة وعيوبها

إن فهم السلوك الكهربائي لأي جهاز أو نظام لا يكفي. يحتاج المصممون أيضًا إلى النظر في جوانب الفيزياء المتعددة مثل الضغط الحراري والميكانيكي/الالتواء والتأثيرات الكهرومغناطيسية. قد يستخدم المصممون طرقًا مختلفة لفهم سلوك الفيزياء المتعددة للنظام على مستويات مختلفة.

يمكن للمهندسين محاكاة كل ظاهرة فيزيائية على حدة ودمج النتائج لفهم السلوك التراكمي. هذا النهج يستغرق وقتًا طويلاً وعرضة للأخطاء، ولا يسمح بإجراء تحليل شامل للتفاعلات بين المجالات الفيزيائية المختلفة. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي الاختلافات في درجات الحرارة في حزمة IC متعددة القوالب إلى حدوث إجهاد ميكانيكي ويمكن أن يؤثر الميكانيكي على السلوك الكهرومغناطيسي للنظام. كل شيء مترابط. لذلك، هناك حاجة إلى حل شامل للفيزياء المتعددة لمحاكاة فيزياء النظام بأكمله.

لتحقيق أهداف عالية الأداء والسرعة، يتبنى مصممو الرقائق أنظمة متعددة القوالب مثل بنيات 2.5D/3D-IC. وقد وصل عدد النواقل التي سيتم محاكاتها في هذه الأنظمة إلى الملايين. لا تستطيع أدوات تصميم الدوائر المتكاملة التقليدية التعامل مع هذا الانفجار في البيانات، لذلك أخذ مصممو الرقائق في الاعتبار مجموعة محدودة من البيانات لتحليل سلوك الفيزياء المتعددة للنظام. قد ينجح هذا النهج إذا لم يكن النظام عالي السرعة ولا يستخدم في الظروف الحرجة، لكنه بالتأكيد لا ينطبق على الأنظمة عالية السرعة الحالية حيث تعد الموثوقية والمتانة هي المتطلبات الرئيسية.

تحليل تعدد الفيزياء من رقاقة إلى نظام

يوفر Ansys حلاً كاملاً وشاملاً للفيزياء المتعددة يمكنه بسهولة حل ملايين المتجهات لإجراء تحليل شامل للفيزياء المتعددة للنظام بأكمله - نظام حزمة الرقائق.

مزايا محاكاة الفيزياء المتعددة من الشريحة إلى النظام

تعد المحاكاة الشاملة للفيزياء المتعددة طريقة قوية تمكن المصممين من التنبؤ بدقة بسلوك الأنظمة المعقدة وتحسينها على جميع المستويات، بما في ذلك الشريحة والحزمة والنظام. تتمتع محاكاة الفيزياء المتعددة بالعديد من المزايا ولكن من أبرز المزايا ما يلي:

الموثوقية المحسنة: تقوم أساليب محاكاة الفيزياء المتعددة الشاملة بتحليل فيزياء كل مكون معقد في النظام وتأخذ في الاعتبار أيضًا التفاعلات بين المجالات المادية المختلفة. توفر هذه التقنية نتائج أكثر دقة مما يضمن موثوقية النظام. تقدم Ansys مجموعة واسعة من حلول الفيزياء المتعددة التي تمكن المصممين من تحليل الفيزياء المتعددة على جميع المستويات، والرقاقة، والحزمة، والنظام، والبيئة المحيطة.
تحسين الأداء: توفر حلول الفيزياء المتعددة نظرة ثاقبة لمجالات الفيزياء المختلفة وتفاعلاتها وتأثيرها على سلامة النظام. ومن خلال معرفة استجابة التصميم للمعايير الحرارية والميكانيكية إلى جانب السلوك الكهربائي، يمكن للمصممين اتخاذ قرار مستنير وتعديل التصميم لتحقيق الأداء المطلوب. في حزمة 3D-IC، يوفر حل Ansys 3D-IC رؤية واضحة لتوصيل الطاقة، وتغيرات درجات الحرارة، والضغط/الالتواء الميكانيكي حول الشرائح الصغيرة والمتدخل، مما يسمح للمصممين بتقديم أداء أعلى.
مرونة التصميم: يمكن للمصممين استكشاف مجموعة واسعة من خيارات التصميم والمقايضات. فهو يسمح للمصممين باتخاذ القرارات بناءً على الإنتاجية والتكلفة وإجمالي وقت التصميم. على سبيل المثال، في حزمة 3D-IC، يمكن للمصممين اختيار الشرائح الصغيرة بناءً على الوظيفة والتكلفة والأداء. تتيح محاكاة الفيزياء المتعددة هذه المرونة دون تكلفة إضافية.
تكلفة مخفضة: فهو يسمح للمصممين بتحديد مشكلات التصميم المحتملة في وقت مبكر من عملية التطوير، مما يقلل الحاجة إلى النماذج الأولية المادية وخفض تكاليف التطوير. باستخدام المحاكاة، يمكنك أيضًا المفاضلة بين تكاليف قائمة مكونات الصنف والأداء المتوقع.
انخفاض استهلاك الطاقة: يتكون النظام من أجزاء متعددة وقد يكون لكل جزء متطلبات طاقة مختلفة. ومن خلال محاكاة الفيزياء المتعددة، يستطيع المصممون تقدير استهلاك الطاقة في كل جزء من النظام وتحسين شبكة توصيل الطاقة.

ANSYS توفر إمكانات محاكاة قوية يمكنها مساعدة المصممين على تحسين أداء منتجاتهم وموثوقيتها وكفاءتها، بدءًا من الشريحة وحتى مستوى النظام. باستخدام حلول Multiphysics من Ansys، يمكن للمصممين اتخاذ قرارات تصميم مستنيرة أثناء التصميم.

تعرف على المزيد حول أدوات محاكاة Ansys Multiphysics هنا:

أنسيس ريدهوك-SC | برنامج المحاكاة الكهروحرارية IC

التكنولوجيا الفائقة: الابتكار بسرعة الضوء | ورقة أنسيس البيضاء