Ansys一体化仿真平台赋能芯片封装创新

随着半导体工艺的不断缩小，晶体管中原子数量越来越少，物理极限制约着工艺的进一步发展。2.5D/3D IC先进封装技 术通过堆叠2D芯片，并在3D方向进行连接，有望进一步提升芯片集成密度，并且显著减小互联延时和互联密度，挖掘系统的性能潜力，系统的功耗也得以降低。2.5D/3D IC 封装提供了比以往都要灵活的方法，把不同技术集成电路进一步的集成，如存储器和逻辑电路、射频（RF）和混合信号组件、光电子器件等，为实现小而强大的系统提供了新方向。

2.5D/3D IC封装提供更高集成度的同时，也引入了非常多的挑战。布线尺寸的减小增加了互连线之间的干扰，芯片间距的缩小增加了之间的相互干扰。发热将会成为约束系统的关键问题，必须对热进行合理的规划和管理，多芯片的堆叠也增加了应力开裂的风险。Ansys CPS Platform提供了从芯片，封装，PCB，系统级的多物理层耦合的仿真平台，覆盖电磁、电热、应力多个学科。[1] Ansys成熟的解决方案，成熟的工具配套，广泛的用户群体，为2.5D/3D IC的产品设计提供了强有力的支撑。

一、Interposer 参数提取和设计优化
Interposer 作为 2.5D/3DIC 互联的载体，精确的互联参数提取是非常重要的一个环节，HFSS/SIwave 可以提供多种求解器，在效率和精度之间折中。

-HBM IO 的参数提取和优化
-高速 SERDES 的参数提取和优化
-RF 隔离度
-On-Chip 电感、电容求解
-CPA 快速参数抽取

二、PI 分析
HFSS/SIwave 可以对 Interposer，Package, PCB 等组成的系统进行 DCIR, PDN，Noise 等指标进行分析，结合 ANSYS Redhawk 输出的高精度 CPM 电源模型，实现高精度的 CPS 分析。

-Interposer/Package 压降和载流密度分析
-CPS PDN 参数提取和优化分析
-CPS 电源 Noise 分析

三、SI 分析
HFSS/SIwave 进行高速接口分析，结合 CSM、CPM 模型，对接口的 SSN 噪声，信号质量，眼图，抖动指标进行分析。

-HBM SSN 分析
-高速 SERDES 分析
-其它 IO 分析

四、电热耦合分析
电热是 2.5D/3DIC 设计的重点，Icepak 结合 ANSYS CTM 模型，可以实现高精度的热可靠性分析。

-铜箔/焊球载流能力分析
-2.5D/3DIC 热分布热点分析
-2.5D/3DIC 高精度 CPS 电热耦合分析
-EM 电迁移分析

五、热应力分析
热应力会导致芯片局部可靠性问题，甚至开裂的风险， SIwave + Icepak + CTM + mechanical提供高 精度的2.5D/3DIC 热解决方案

-2.5D/3DIC 热应力分布

-裂纹分析
-翘曲分析
- 焊球疲劳分析
-跌落冲击