تجزیه و تحلیل چند فیزیک از تراشه به سیستم

شبیه‌سازی چندفیزیکی فرآیند روش‌های محاسباتی برای مدل‌سازی و تحلیل یک سیستم برای درک پاسخ آن به فعل و انفعالات فیزیکی مختلف مانند انتقال حرارت، میدان‌های الکترومغناطیسی و ساختارهای مکانیکی است. با استفاده از این تکنیک، طراحان می توانند مدل های مبتنی بر فیزیک را تولید کنند و رفتار سیستم را به عنوان یک کل تجزیه و تحلیل کنند.

پدیده های چند فیزیک نقش کلیدی در طراحی هر وسیله الکترونیکی دارند. در دنیای واقعی، بیشتر وسایلی که ما در زندگی روزمره از آن ها استفاده می کنیم، از وسایل الکترونیکی تشکیل شده است. این دستگاه ها از تراشه ها، سیم ها، آنتن ها، بدنه و بسیاری از اجزای دیگر تشکیل شده اند که وظیفه عملیات و اجرای نهایی محصول را بر عهده دارند. پدیده‌های فیزیکی نه تنها در یک دستگاه الکترونیکی اتفاق می‌افتند، بلکه بر دستگاه‌های مجاور نیز تأثیر می‌گذارند. بنابراین، مهم است که اثرات فعل و انفعالات فیزیکی از تراشه به سیستم و محیط اطراف را در نظر بگیریم.

روش های جایگزین و کاستی های آنها

درک رفتار الکتریکی هر دستگاه یا سیستم کافی نیست. طراحان همچنین باید جنبه های Multiphysic مانند حرارتی، تنش مکانیکی / تاب خوردگی، و اثرات الکترومغناطیسی را در نظر بگیرند. طراحان ممکن است از راه های مختلفی برای درک رفتار Multiphysics سیستم در سطوح مختلف استفاده کنند.

مهندسان می توانند هر پدیده فیزیکی را به طور جداگانه شبیه سازی کنند و نتایج را برای درک رفتار تجمعی ادغام کنند. این رویکرد زمان بر و مستعد خطا است و امکان تجزیه و تحلیل جامع از تعاملات بین زمینه های فیزیکی مختلف را نمی دهد. به عنوان مثال، تغییرات دما در یک بسته آی سی چند دای می تواند استرس مکانیکی را القا کند و مکانیکی می تواند بر رفتار الکترومغناطیسی سیستم تأثیر بگذارد. همه چیز به هم مرتبط است. بنابراین، یک راه حل جامع Multiphysics برای شبیه سازی فیزیک کل سیستم مورد نیاز است.

برای دستیابی به اهداف عملکرد و سرعت بالا، طراحان تراشه از سیستم‌های چند لایه مانند معماری‌های 2.5D/3D-IC استفاده می‌کنند. تعداد بردارهایی که قرار است در این سیستم ها شبیه سازی شوند به میلیون ها نفر رسیده است. ابزارهای طراحی IC معمولی نمی توانند این انفجار داده ها را مدیریت کنند، بنابراین طراحان تراشه مجموعه محدودی از داده ها را برای تجزیه و تحلیل رفتار Multiphysics سیستم در نظر گرفتند. این رویکرد ممکن است اگر سیستم با سرعت بالا نباشد و در شرایط بحرانی مورد استفاده قرار نگیرد، کار می‌کند، اما قطعاً برای سیستم‌های پرسرعت امروزی که قابلیت اطمینان و استحکام الزامات اصلی هستند، قابل اجرا نیست.

Ansys یک راه‌حل جامع چندفیزیکی کامل ارائه می‌کند که می‌تواند به راحتی میلیون‌ها بردار را برای تجزیه و تحلیل کامل Multiphysics کل سیستم-سیستم-بسته-چیپ-سیستم حل کند.

مزایای شبیه سازی چند فیزیک از تراشه به سیستم

شبیه‌سازی جامع چندفیزیکی روشی قدرتمند است که طراحان را قادر می‌سازد تا رفتار سیستم‌های پیچیده را در همه سطوح از جمله تراشه، بسته و سیستم به‌طور دقیق پیش‌بینی و بهینه کنند. شبیه سازی چند فیزیک مزایای زیادی دارد اما برخی از برجسته ترین آنها عبارتند از:

1. قابلیت اطمینان افزایش یافته: روش‌های شبیه‌سازی جامع Multiphysics فیزیک هر جزء پیچیده در سیستم را تجزیه و تحلیل می‌کنند و همچنین تعاملات بین حوزه‌های فیزیکی مختلف را در نظر می‌گیرند. این تکنیک نتایج دقیق تری ارائه می دهد که قابلیت اطمینان سیستم را تضمین می کند. Ansys طیف گسترده ای از راه حل های Multiphysics را ارائه می دهد که طراحان را قادر می سازد تا Multiphysics را در همه سطوح، تراشه، بسته، سیستم و محیط اطراف تجزیه و تحلیل کنند.
2. عملکرد بهبود یافته: راه‌حل‌های چند فیزیک بینشی در مورد حوزه‌های مختلف فیزیک، تعاملات آنها و تأثیر آنها بر یکپارچگی سیستم می‌دهد. با دانستن پاسخ طرح به پارامترهای حرارتی و مکانیکی همراه با رفتار الکتریکی، طراحان می توانند تصمیمی آگاهانه گرفته و طرح را برای دستیابی به عملکرد مطلوب اصلاح کنند. در یک بسته 3D-IC، راه حل Ansys 3D-IC بینش روشنی در مورد انتقال نیرو، تغییرات دما، و تنش مکانیکی / انحراف در اطراف چیپ‌لت‌ها و interposer ارائه می‌دهد و به طراحان اجازه می‌دهد عملکرد بالاتری ارائه دهند.
3. انعطاف طراحی: طراحان می توانند طیف گسترده ای از گزینه های طراحی و معاوضه را بررسی کنند. این به طراحان اجازه می دهد تا بر اساس بازده، هزینه و زمان کل طراحی تصمیم بگیرند. به عنوان مثال، در یک بسته 3D-IC طراحان می توانند چیپلت ها را بر اساس عملکرد، هزینه و عملکرد انتخاب کنند. شبیه سازی چند فیزیک این انعطاف پذیری را بدون هزینه اضافی امکان پذیر می کند.
4. کاهش هزینه: این به طراحان اجازه می دهد تا مسائل طراحی بالقوه را در مراحل اولیه توسعه شناسایی کنند و نیاز به نمونه های اولیه فیزیکی و کاهش هزینه های توسعه را کاهش دهند. با استفاده از شبیه سازی، می توانید بین هزینه های BOM و عملکرد مورد انتظار نیز معاوضه کنید.
5. کاهش مصرف برق: یک سیستم از چندین بخش تشکیل شده است و هر قسمت ممکن است نیازهای برق متفاوتی داشته باشد. با شبیه سازی Multiphysics، طراحان می توانند مصرف برق در هر قسمت از سیستم را تخمین بزنند و شبکه تحویل توان را بهینه کنند.

انسیس قابلیت های شبیه سازی قدرتمندی را ارائه می دهد که می تواند به طراحان کمک کند تا عملکرد، قابلیت اطمینان و کارایی محصولات خود را از تراشه تا سطح سیستم بهینه کنند. با استفاده از راه حل های Multiphysics توسط Ansys، طراحان می توانند تصمیمات طراحی آگاهانه را در حین طراحی اتخاذ کنند.

در اینجا درباره ابزارهای شبیه سازی مالتیفیزیک Ansys بیشتر بدانید:

Ansys Redhawk-SC | نرم افزار شبیه سازی الکتروترمال آی سی

فناوری پیشرفته: نوآوری در سرعت نور | کتاب سفید Ansys

همچنین خواندن:

چک لیستی برای اطمینان از اینکه شرکت‌های سیلیکونی طراحی شما را نمی‌کشند

HFSS با نوآوری نمایی پیشرو است

آینده پانل فوتونیک DesignCon 2023: چشم انداز، چالش و مسیری به سوی بی نهایت و فراتر از آن!

اشتراک گذاری این پست از طریق:

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://semiwiki.com/eda/ansys-inc/327195-multiphysics-analysis-from-chip-to-system/