AI时代，华天科技热仿真分析为芯片散热保驾护航

来源：华天科技

在AI时代，面对封装产品小型化、集成度和可靠性要求的提高，如何在不牺牲性能的前提下有效解决散热问题，已成为业界亟需解决的紧迫任务。在这样的背景下，封装方案开发阶段进行热仿真分析重要性日益凸显。
作为国内封装企业龙头之一，华天科技2011年率先成立仿真团队，建立了电、热、力、模流以及多物理场协同仿真能力。应对封装散热挑战，华天科技提供了一系列的热仿真解决方案，助力高性能AI芯片在设计与封装过程中实现高效散热管理和性能优化，并提供以可靠性、性能及成本平衡为核心的最优热设计方案，为行业技术发展树立了新标杆。

热仿真分析主要对封装体内部温度分布进行分析，提供全面、准确的热性能参数和温度分布、散热瓶颈等信息。例如热阻参数、热流矢量图、电-热耦合仿真、系统级散热方案分析、封装温度分布云图、散热器选择等，并进行不同封装设计方案的热性能比对，提供散热优化方向。

封装结构散热性能分析：通过对比不同封装形式散热能力，推荐最佳散热方案。以封装尺寸17*17mm为例，FC-CSP封装相较于WB-BGA封装在Theta-Ja、Theta-Jb及Theta-Jc分别实现了5%、8%和85%的散热改善；而HFC-BGA封装相较于WB-BGA封装在Theta-Ja、Theta-Jb及Theta-Jc分别实现了35%、70%和83%的散热改善。综合对比分析，WB-BGA、FC-CSP、OMFC-CSP及HFC-BGA不同的封装结构呈现的散热效果也不同，HFC-BGA封装热阻较低，若封装产品对热性能有较高要求，可优先考虑HFC-BGA封装形式。此外，针对基板类封装产品中基板的结构、材质进行专题研究，分析基板层数、介质层厚度、SMT散热孔及塑封厚度对封装产品散热的影响，在封装设计时可针对性进行优化，保证器件的正常稳定工作。

封装材料散热性能分析：对比不同型号塑封料及粘片胶对封装散热性能的影响，快速实现封装产品BOM选择，通过分析对比不同封装形式的材料散热性能，为各类封装产品量身定制热设计方案，满足特定的散热需求，根据产品的具体应用场景，推荐最合适的封装方案。在大尺寸封装产品中，铟片凭借卓越的高导热性能被视为传统热界面材料TIM胶的替代品。HFC-BGA50X50 封装，基于JEDEC标准测试环境，采用铟片较采用TIM胶，Still Air环境，结温降低约6.3℃，Theta-Jc降低81.6%。与TIM胶相比，铟片产品在热量传递过程中的热阻更低，采用铟片散热效果更优于TIM胶。

随着芯片算力的持续提升，华天科技热仿真团队依托十余年深耕积累，结合2000余款产品的开发经验及大量课题研究，建立了一套全面且高度精准的仿真数据库。通过仿真数据与实际产品测试数据的反复校准，该数据库能够快速评估封装产品的散热性能，有效降低产品在早期热设计阶段的风险，为客户提供更加高效、可靠的热管理解决方案。

这一数据资源的深度积累与分析，使华天科技在封装系统的热设计能力上始终保持行业领先水平，为高性能芯片在复杂应用场景下的稳定运行提供了坚实保障，彰显了华天科技在推动技术创新与客户价值提升中的重要作用。

随着芯片算力的持续攀升，华天科技依托多物理域协同仿真分析技术，尤其是在散热仿真领域的深度应用，致力于为客户提供精确的热仿真结果与高效的设计优化方案。通过这一技术加持，华天科技将进一步提升封装解决方案的性能与可靠性，全面满足AI时代高性能计算对散热管理的严苛需求，为推动行业技术升级注入新动能。

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