(一)真正的热系统分析:在 Cadence Celsius Studio 中,热和应力的建模是通过有限元分析(FEA)来完成的,通过精细到粗略的网格设计,可以满足广泛的精度需求。在 Cadence Celsius EC Solver 中,工程师可以通过建模对流和/或主动冷却(如风扇等),来实现散热分析。
(二)AI 驱动,实现设计优化:当今的高性能电子系统要求设计人员考虑 SI、PI 和热完整性以及电磁干扰和兼容性(EMI/EMC)等问题,多物理场分析变得至关重要。Celsius Studio 中所搭载的 Cadence Optimality Intelligent System Explorer,是一款 AI 驱动的多物理场优化软件,它突破了传统人力密集型优化流程的限制,用 AI 驱动的技术取代了传统的设计-测试-优化循环的交互流程,可对整个设计空间进行快速高效的探索,锁定理想设计。
人工智能技术的引入,为电子设计自动化带来了革命性的变革。Celsius Studio 不仅能帮助工程师在设计早期阶段发现热问题,还可提供分析和设计洞察,预测潜在的热问题,并提供智能化的优化建议,尽可能减少机械工程团队的后期设计迭代,缩短电子系统的开发迭代周期。Celsius Studio 专为大规模并行执行而设计,经过生产验证,其可在不牺牲精度的前提下,与手动、详尽、强力的参数表研究相比,生产力平均提高 10 倍。
计算流体动力学(CFD)是多物理系统分析的一个方面,它使用数值模型模拟流体的行为及其热力学特性。
(三)打通电气工程师和机械工程师的“鸿沟”:随着 PCB 机械外壳尺寸日益减小以及 PCB 本身复杂性的增加,电气和机械工程师之间的协作对于芯片和系统的热分析和优化愈发重要。从电路板的轮廓到最终布局和布线,双方必须掌握相同的信息,彼此同步进行,并消除过程中的冗余。
为了进行这种分析,ECAD(电子计算辅助设计)+ MCAD(机械计辅助设计)的协作必不可少。MCAD 和 ECAD 之间的无缝集成曾经是导致分析速度慢的主要障碍之一。在 Celsius Studio 中,Cadence 内部的专家简化了 MCAD 和 ECAD 模型的导入过程,将之前几天的工作量大大缩短到几乎无感知的时间,使得电路板和机架内的热、应力和冷却分析变得更加高效和简便。
Celsius Studio 平台既面向电气工程师,也可以满足机械工程师的需求。对于电气工程师,Celsius Thermal Solver 可进行芯片/SoC 性能/热分析、封装和 PCB 的电热协同仿真,以及在兼顾热影响的同时进行封装/PCB 的元件摆放。对于热工程师,Celsius Electronics Cooling 提供了电子元件冷却散热分析,可通过添加散热器、风扇、通风口来缓解潜在的热问题。
(四)多平台无缝集成,众人拾柴火焰高:Celsius Studio 的强大之处在于,可以与 Cadence 的多种实现平台无缝集成,包括 Allegro X Design Platform(用于电路板设计)、AWR Design Environment(用于微波 IC)、Virtuoso System Design Platform(用于定制/模拟电路)和 Innovus Implementation System(用于数字电路),芯片散热是一个复杂的工程性问题。Cadence 正在集结过往几十年的经验,将更多的工具整合在一起,助力热分析更加便捷。
这些多工具的见解可指导电源整体热和应力分析以及热量减少策略、布局优化以及热通孔和温度传感器布局,让电气和机械/热工程师可以在同一个环境中对设计装配流程执行多阶段分析,解决单个封装上多晶粒堆叠的 3D-IC 翘曲问题,无需对几何体进行简化或转换。
Celsius Studio 正在成为电子行业解决热设计难题的首选工具,帮助企业提高产品竞争力,加速产品创新。
通过采用 Celsius Studio,三星半导体在设计早期阶段即获得了准确的热分析结果,显著提升了 3D-IC 和 2.5D 封装的设计效率,将产品开发周期缩短了 30%。
BAE Systems 利用 Celsius Studio 在 MMIC 设计周期内实现了快速、准确的热分析,大幅提升了 RF 和热功率放大器的性能。
Celsius Studio 帮助 Chipletz 的设计团队能够及早获取详细信息,解决散热问题,并显著缩短了周转时间。在 Chipletz 工程团队开发复杂设计时,能够多次高效且详细地运行 3D-IC 和 2.5D 封装的热仿真。
总的来说,Cadence 的 Celsius Studio 为芯片、封装、电路板和终端系统提供全方位的热分析和优化提供了一种独辟蹊径的做法。