捐的仿真软件包括ANSYS涉及的各个专业，比如固体力学，流体力学，可靠性，高速仿真，ESD等等，都是研制高端芯片必备的工具。这等大手笔也知足ANSYS一向的计策，通过学校向市场渗透，在市场拥有绝对的霸占率和话语权。在学校不管是哪一专业毕业，电子，机器，自动化等等，都会传授教化一两个ANSYS软件，由于其教科书般的打算理念确实很随意马虎帮助学生学习理解软件究竟在做什么。
一、仿真在高端芯片研发中有着重要位置
芯片被称为工业皇冠上的明珠，是各个专业集大成，更是跨专业跨学科，多物理场问题的典范。除了履历的积累，仿真在研制更高端芯片的途中霸占非常主要的位置。又有哪个大厂敢说不用仿真来做设计？而哪个小厂不用软件仿真就能做出有竞争力的产品呢？
作为一只芯片封装仿真的老鸟，对芯片封装仿真的繁芜与主要性深有体会。芯片封装繁芜多样，每次尺寸变动，材料改换都须要通过仿真验证，不然每次都以实验代替，研发本钱怕是无人能承担得起。尤其是在后摩尔时期，芯片的制程将要走向极限，而封装的发展势在必行，由于高密度高维度封装是能将高端制程性能发挥的紧张手段。而热，力，电三者是芯片可靠性以及性能涉及的紧张专业。其三者相互耦合又相互制约，相克相生，很难预见，多物理场仿真势在必行。
不过虽说多物理场仿真是大趋势且很主要，单物理场的根本要首先打好。很多刚毕业或者事情一段韶光想做仿真的同行要入门，不知如何下手，见多物理场的繁芜而望而生畏，却是没有必要。要学多物理场仿真，要先从单物理场入手。下面大略讲讲我的经历，或许能对大家有借鉴的意义。
二、机器硕士的芯片仿真之路
本人是机器专业硕士毕业，读研主攻流固耦合方向，手撕NS方程是家常便饭，其余固体模型也要自己搭，不过是比较大略的线性模型。读研期间由于很喜好仿真，常常很热心地帮助师兄师弟解答力学问题（由于实验室只有我一个人做力学，其他人都是掌握方向）。“热心”很主要，对自己帮助很大，由于很多问题自己也不懂，在打仗别人的课题时候，能通过碰着问题和解决问题学习力学理论和操作，对偏微分方程求解、参数特性，以及软件利用都有一定的理解。
毕业之后，自己是卖力构造设计以及一些流体仿原形关事情。也是由于自己的兴趣，在单位中“偷偷”承担固体力学（打仗为主）以及散热的仿真事情。散热的事理实在相对流体力学和固体力学，算是很大略，由于散热是一门履历学科，很多都是履历公式，理论部分比较难的也是和流体干系，以是上手不费劲。这里给大家推举一本做传热的书，是高教版的《传热学》，书中自有黄金屋，书中自有颜如玉（提示：已有网友已在仿真秀官网免费分享了西安交大陶教授主讲的传热学相对完全的视频教程）。但由于都是“偷偷”干事，没办法打仗项目，学到的也很少。这里很主要的履历便是，只有做项目碰着各种问题，发展才会足够快。以是离职，去了一个做芯片的小公司，卖力散热以及热构耦合仿真的事情。
去芯片公司，也是刷新了我的三不雅观，由于第一次打仗电仿真。理解的高速旗子暗记仿真也是基于有限元，与固体力学出自本源，于是主动承担这部分事情。空想美好但现实残酷，做电仿真的过程是非常拉胯的，虽然学了一些HFSS软件操作，由于对电磁场理论的缺失落导致不清楚模型中哪些主要哪些不主要，算出的结果也不会剖析，S21和S11都不清楚，更不要说什么模场，共模差模，眼图，串扰之类高大上的词汇。于是接下来恶补根本，把电磁场，SI黑宝书都看了至少两遍，很多观点虽不说融汇贯通，但也是理解了八九不离十，然后再转头看项目，很多东西懂了，这才算半只脚踩进了高速仿真的大门。
后面的故事就更枯燥乏味，一边做项目一边学习，碰着问题依然还要翻书找论文，过程很大略但进步是实打实的。上面说的这几个也只是ANSYS软件的几个模块，但能席卷芯片封装大部分问题。在做项目过程会碰着电路板散热困难须要优化，陶瓷基板全速事情时候谐振，乃至还有高温分层的问题。在ANSYS的workbench里面，mechanical, ICEPAK, HFSS模块拖一拖，线连持续，就OK了。提及来大略，每个物理场背后都有繁芜的理论支撑，每一步设置都有物理缘故原由，如何把供应商spec的参数转化填入软件当中，以及精确性如何？都是理论干系。
三、芯片与多物理仿真
说到多物理场仿真，这里解释一下。热场，电场，力场，这些都是单物理场。而这些多物理场耦合在一起就称为多物理场。PCB板上的IR Drop是范例的PI(Power integrity)问题，而IR drop的drop的能量，是转化为欧姆热，P=VI发热功率。由于电路板构造繁芜，某些电流密度高地方发热量高很有可能散不出去。ANSYS的SIwave是专门用来做PI问题的模块，可以直接打算IR Drop然后把电流功耗导入ICEPAK打算温度。比如下面的PCB，通过IR Drop打算电飘泊布。
导入ICEPAK之后(就在SIwave模块界面中)，设置好风速和方向，还有环境温度即可求解。求解出的温度如下图所示，果真还有局部区域温度过高。求解出温度之后，还可以把温度场导入IR Drop模块求解，由于不同温度下金属的电阻率不同(要在SIwave里面自己设置材料参数和温度的关系)。像这种问题即电场和温度场相互耦合，为多物理场问题。
作者简介：萧显君 仿真秀精良讲师
