一种芯片封装电源网络电磁建模方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种芯片封装电源网络电磁建模方法及系统，属于芯片封装领域。针对现有对大规模的电源网络进行电磁场建模无法兼顾精度与速度的问题，本发明专利技术提供了一种芯片封装电源网络电磁建模方法，它包括对初始电源网络进行分解处理，得到若干个分解区域；对每个分解区域进行电磁场求解，得到若干个子磁场模型；对每个子磁场模型本身进行电路连接，随后再进行相邻两个子磁场模型之间的电路连接，形成完整的电路连接；对完整的电路连接进行电路求解，生成完整的电磁场模型。本发明专利技术通过对电源网络进行分解后求解，可以降低时间，对分解求解的子磁场模型通过电路连接的方式得到需要的大规模电磁场模型，保证精度。本发明专利技术的系统结构简单，工作稳定。工作稳定。工作稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片封装电源网络电磁建模方法及系统


[0001]本专利技术属于芯片封装
，更具体地说，涉及一种芯片封装电源网络电磁建模方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能、5G、数据中心的不断发展，海量数据的源源不断的产生，传统架构的CPU已经不能满足高性能计算HPC的要求。以异构集成Heterogeneous Integration为代表的先进封装技术是后摩尔时代的一项先进技术，给实现更高的算力提供了可能，在FPGA、GPU、CPU领域，异构集成技术被广泛采用，典型的例子包括AMD的Fiji GPU和Nvidia的Pascal GPU，一个GPU通过硅转接板和周围的四个HBM连起来。除了TSMC，Intel和三星在先进封装领域也在持续投入。2.5D与3DIC先进封装就是把原来需要封装基板进行芯片间互连的功能采用硅基版或者芯片堆叠通过TSV(through silicon via)来进行互连。2.5D与3DIC其中最大的一个优势是异构集成中的异构，它实际上对应的是以前的monolithic单片集成，单片集成做成异构的最大的一个好处就是非常灵活，可以用不同的工艺节点实现混搭。另外一个好处就是把两个Die靠的这么近直接连起来，布线密度做在硅载板上比在封装上可以大很多，芯片的尺寸可以做的更小，获得更高的信号性能及更好的热性能等。这对电磁场建模方案提出了新的挑战。尤其是对于电源网络的电磁场建模。 不同于信号的电磁场建模，可以根据信号走线的范围从原始的大规模数据中截取出只包含信号网络的区域，适当扩大一定范围，再进行电磁场建模，就可以满足在一定频率范围内信号电磁场模型的准确性。对于电源网络，在先进封装中，电源网络通常由网格状电源走线完成，包括多层走线之间的孔连接。 由于电源网络走线基本覆盖很大的范围， 难以像信号网络一样根据走线区域截取出一小块进行分析，使得电源网络的电磁场建模成为先进封装领域里的一个难点。 现有的针对这种先进封装电源网络的电磁场建模方案是将其等效计算为RLCK（电阻，电感，电容，互感）的电路的算法， 这种方式的优点是可以处理大规模的数据，但是高频的精度方面难以保证。 如果利用电磁场的算法对整个电源网络进行建模，优点是可以保证精度，缺点是对于如此大规模的数据（孔和微凸点连接可能达到几十万个）进行电磁场的求解时间和机器资源很难保证工程上的需要。 需要新的技术能够针对现在的先进封装电源网络进行快速准确的电磁场求解，得到整个电源网络的电磁场模型。
[0003]如中国专利申请号CN202210036350.8，公开日为2022年5月27日，该专利公开了一种芯片封装电磁建模系统、方法和装置。一种芯片封装电磁建模系统，所述的芯片封装电磁建模系统包括设计模块和仿真模块：所述设计模块完成芯片布局，建构芯片封装并根据所述芯片封装的仿真结果优化改进所述芯片封装，得到合格芯片封装；所述仿真模块在所述设计模块的设计环境中对所述芯片封装进行仿真模拟，将所述仿真结果传递给所述设计模块。该专利的不足之处在于：效率与精度无法进行很好的兼顾。
[0004]又如中国专利申请号CN201710000639.3，公开日为2018年7月10日，该专利公开了一种三维电磁场参数化仿真模型的创建方法，它采用从物理版图中提取物理和几何参数并
自动创建参数化变量和三维电磁场参数化仿真模型，并经过仿真优化后自动完善物理版图设计的完整方法，极大的简化了建模和仿真流程，提高了建模和仿真的速度，由此缩短了整个版图设计和仿真分析流程的时间。该专利的不足之处在于：其精度无法得到保障。

技术实现思路

[0005]要解决的问题针对现有对大规模的电源网络进行电磁场建模无法兼顾精度与速度的问题，本专利技术提供一种芯片封装电源网络电磁建模方法及系统。本专利技术的方法通过对电源网络进行分解后求解，可以极大的降低后续电磁场建模的时间，对分解求解的子磁场模型通过电路连接的方式得到需要的大规模电磁场模型，保证精度。本专利技术的系统构成简单，各模块之间运行稳定，实现了对于大规模电源网络的电磁场建模精度与速度的同时兼顾。
[0006]技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种芯片封装电源网络电磁建模方法，包括以下步骤：S1：对初始电源网络进行分解处理，得到若干个分解区域；S2：对每个分解区域进行电磁场求解，得到若干个子磁场模型；S3： 对每个子磁场模型本身进行电路连接，随后再进行相邻两个子磁场模型之间的电路连接，形成完整的电路连接；S4：对完整的电路连接进行电路求解，生成完整的电磁场模型。
[0008]更进一步的，所述步骤S1包括如下步骤：S11：在初始电源网络上设置有若干个分解面，若干个分解面将初始电源网络均分为若干个分解区域；S12：每个分解区域对应的电源网络中的ubump和bump上设置求解端口。
[0009]更进一步的，所述步骤S11中还包括对分解面进行判断，若分解面处于初始电源网络中的过孔、ubump、bump或平面处时，则将分解面调节至上述这些结构之外以使得分解面不处于这些结构上。
[0010]更进一步的，步骤2包括如下步骤：S21：对每个分解区域进行增加电源网络端口和地网络端口，电源网络端口和地网络端口设置在该分解区域的分解面处；S22：利用MOM电磁场仿真引擎对每个分解区域进行电磁场求解，得到若干个子磁场模型。
[0011]更进一步的，所述步骤S3包括如下步骤：S31：对每个子磁场模型本身，按照实际的物理连接进行电路连接；S32：每个分解区域的分解面处设置的电源网络端口和地网络接口作为电路连接的节点，实现相邻两个子磁场模型之间的电路连接；S33：依次进行相邻两个子磁场模型之间的电路连接，形成最终完整的电路连接。
[0012]更进一步的，对完整的电路连接采用电路仿真的求解方式得到最终的完整的电磁场模型一种应用如上述任一项所述的芯片封装电源网络电磁建模方法的系统，包括：
分解模块：用于对初始电源网络进行分解成若干个分解区域；电磁场求解模块：用于对每个分解区域进行电磁场求解，得到子磁场模型；电路连接模块：用于对子磁场模型进行电路连接，得到完整的电路连接；电磁场模型生成模块：用于对完整的电路连接进行求解，得到完整的电磁场模型。
[0013]有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术通过对大规模的初始电源网络进行分解处理得到若干个分解区域，大大节省了计算资源，降低了后续电磁场建模的时间；并且对若干个分解区域进行求解得到子磁场模型，子磁场模型通过电路连接的方式得到最终需要的大规模电源网络的电磁场模型，保证最终电磁场模型的准确性，以满足工程上的需求；整个方法相比于传统直接对大规模的初始电源网络进行电磁场求解而言，具有更高的效率和精度；（2）本专利技术对初始电源网络进行均分成若干个分解区域，便于计算和统计后续工作的顺利进行，同时对分解面进行几何判断的方式使得分解面避免一些特定结构，保证分解面尽可能处于走线连接的位置，避免后续分解面处的连接造成问题，进一步保障后续生成的电磁场模型的精度；本专利技术利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装电源网络电磁建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对初始电源网络进行分解处理，得到若干个分解区域；S2：对每个分解区域进行电磁场求解，得到若干个子磁场模型；S3： 对每个子磁场模型本身进行电路连接，随后再进行相邻两个子磁场模型之间的电路连接，形成完整的电路连接；S4：对完整的电路连接进行电路求解，生成完整的电磁场模型。2.根据权利要求1所述的一种芯片封装电源网络电磁建模方法，其特征在于：所述步骤S1包括如下步骤：S11：在初始电源网络上设置有若干个分解面，若干个分解面将初始电源网络均分为若干个分解区域；S12：每个分解区域对应的电源网络中的ubump和bump上设置求解端口。3.根据权利要求2所述的一种芯片封装电源网络电磁建模方法，其特征在于：所述步骤S11中还包括对分解面进行判断，若分解面处于初始电源网络中的过孔、ubump、bump或平面处时，则将分解面调节至上述这些结构之外以使得分解面不处于这些结构上。4.根据权利要求1或3所述的一种芯片封装电源网络电磁建模方法，其特征在于：步骤2包括如下步骤：S21：对每个分解区域进行增加电源网络端口和地网络端口，电源网络端口和地网...

【专利技术属性】
技术研发人员：代文亮，凌峰，钟章民，蒋历国，
申请(专利权)人：芯和半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：