Analyse multiphysique de la puce au système

Republié par Platon

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La simulation multiphysique est le processus de méthodes informatiques permettant de modéliser et d'analyser un système afin de comprendre sa réponse à différentes interactions physiques telles que le transfert de chaleur, les champs électromagnétiques et les structures mécaniques. Grâce à cette technique, les concepteurs peuvent générer des modèles basés sur la physique et analyser le comportement du système dans son ensemble.

Les phénomènes multiphysiques jouent un rôle clé lors de la conception de tout appareil électronique. Dans le monde réel, la plupart des appareils que nous utilisons dans notre vie quotidienne sont des appareils électroniques. Ces appareils sont constitués de puces, de fils, d'antennes, de boîtiers et de nombreux autres composants responsables du fonctionnement final et de l'exécution du produit. Les phénomènes physiques ne se produisent pas seulement au sein d’un appareil électronique, mais ont également un impact sur les appareils à proximité. Il est donc important de prendre en compte les effets des interactions physiques de la puce au système et à l’environnement.

Les méthodes alternatives et leurs inconvénients

Comprendre le comportement électrique de n’importe quel appareil ou système ne suffit pas. Les concepteurs doivent également prendre en compte les aspects multiphysiques tels que les effets thermiques, mécaniques/déformations et électromagnétiques. Les concepteurs peuvent utiliser différentes manières pour comprendre le comportement multiphysique du système à différents niveaux.

Les ingénieurs peuvent simuler chaque phénomène physique séparément et intégrer les résultats pour comprendre le comportement cumulatif. Cette approche prend du temps et est sujette à des erreurs, et ne permet pas une analyse complète des interactions entre différents champs physiques. Par exemple, les variations de température dans un boîtier IC multi-puces peuvent induire des contraintes mécaniques et celles-ci peuvent avoir un impact sur le comportement électromagnétique du système. Tout est lié ; par conséquent, une solution multiphysique complète est requise pour simuler la physique de l’ensemble du système.

Pour atteindre leurs objectifs de performances et de vitesse élevées, les concepteurs de puces adoptent des systèmes multi-puces tels que les architectures 2.5D/3D-IC. Le nombre de vecteurs à simuler dans ces systèmes a atteint des millions. Les outils de conception de circuits intégrés conventionnels ne peuvent pas gérer cette explosion de données. Les concepteurs de puces ont donc considéré un ensemble limité de données pour analyser le comportement multiphysique du système. Cette approche peut fonctionner si le système n’est pas à grande vitesse et n’est pas utilisé dans des conditions critiques, mais elle n’est certainement pas applicable aux systèmes à grande vitesse d’aujourd’hui où la fiabilité et la robustesse sont les principales exigences.

Analyse multiphysique de la puce au système

Ansys fournit une solution multiphysique complète et complète qui peut facilement résoudre des millions de vecteurs pour analyser en profondeur la multiphysique de l'ensemble du système-puce-package-système.

Avantages de la simulation multiphysique de la puce au système

La simulation multiphysique complète est une méthode puissante qui permet aux concepteurs de prédire et d'optimiser avec précision le comportement de systèmes complexes à tous les niveaux, y compris la puce, le boîtier et le système. La simulation multiphysique présente de nombreux avantages, mais certains des avantages les plus importants sont :

Fiabilité améliorée : Les méthodes de simulation multiphysique complète analysent la physique de chaque composant complexe du système et prennent également en compte les interactions entre différents domaines physiques. Cette technique fournit des résultats plus précis qui garantissent la fiabilité du système. Ansys propose une large gamme de solutions multiphysiques permettant aux concepteurs d'analyser la multiphysique à tous les niveaux : puce, boîtier, système et environnement environnant.
Performance améliorée: Les solutions multiphysiques donnent un aperçu des différents domaines physiques, de leurs interactions et de leur impact sur l'intégrité du système. En connaissant la réponse de la conception aux paramètres thermiques et mécaniques ainsi qu’au comportement électrique, les concepteurs peuvent prendre une décision éclairée et modifier la conception pour atteindre les performances souhaitées. Dans un boîtier 3D-IC, la solution Ansys 3D-IC fournit un aperçu clair de la puissance délivrée, des variations de température et des contraintes/déformations mécaniques autour des chipsets et de l'interposeur, permettant aux concepteurs d'offrir des performances plus élevées.
Flexibilité de conception: Les concepteurs peuvent explorer un large éventail d’options et de compromis de conception. Il permet aux concepteurs de prendre des décisions basées sur le rendement, le coût et le temps total de conception. Par exemple, dans un boîtier 3D-IC, les concepteurs peuvent choisir les chipsets en fonction de leurs fonctionnalités, de leur coût et de leurs performances. La simulation multiphysique permet cette flexibilité sans surcoût.
Coût réduit: Il permet aux concepteurs d'identifier les problèmes de conception potentiels dès le début du processus de développement, réduisant ainsi le besoin de prototypes physiques et les coûts de développement. Grâce à la simulation, vous pouvez également faire un compromis entre les coûts de nomenclature et les performances attendues.
Consommation d'énergie réduite : Un système se compose de plusieurs parties et chaque partie peut avoir des besoins en énergie différents. Grâce à la simulation multiphysique, les concepteurs peuvent estimer la consommation d'énergie dans chaque partie du système et optimiser le réseau de distribution d'énergie.

Ansys offre de puissantes capacités de simulation qui peuvent aider les concepteurs à optimiser les performances, la fiabilité et l’efficacité de leurs produits, depuis la puce jusqu’au niveau du système. En utilisant les solutions Multiphysics d'Ansys, les concepteurs peuvent prendre des décisions de conception éclairées lors de la conception.

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Ansys Redhawk-SC | Logiciel de simulation électrothermique IC

High-Tech : L'innovation à la vitesse de la lumière | Livre blanc d'Ansys