作者：光纖在線特邀編輯 Helen
5/24/2025，光纖在線訊，昨日，由全球知名工程仿真軟件巨頭 Ansys 與渠道合作伙伴上海佳研攜手舉辦的 “Ansys 芯片 - 封裝 - 電路板協(xié)同設計仿真研討會” 在上海圓滿舉行。通過 23 場深度技術分享，共同探討多物理場耦合仿真、AI 驅動設計優(yōu)化等前沿方法，為高速多功能電子系統(tǒng)開發(fā)構建系統(tǒng)化解決方案。

Ansys 是一家成立于1970年的公司，在工程仿真軟件領域具有強大的技術實力和市場份額，尤其在電磁仿真和計算流體動力學以及復雜系統(tǒng)（如航空航天、汽車電子）的協(xié)同仿真領域處于行業(yè)頂端。 2021 年，Ansys 收購 Lumerical，增強了在光子學和集成電路領域的仿真能力，進一步拓展了 Ansys 的應用范圍。光纖在線編輯部重點關注了在本次研討會上異構集成3DIC挑戰(zhàn)及硅光芯片設計仿真的主題。

異構集成3D堆疊芯片類似小型系統(tǒng)，其信號完整性、功耗、熱、尺寸結構等受多因素影響，Ansys強調整體設計思路必須從DTCO(設計技術協(xié)同優(yōu)化)向STDC（系統(tǒng)技術協(xié)同優(yōu)化）轉變，依靠IC設計方、EDA軟件商以及晶圓制造廠家的共同協(xié)作完成。幾何尺寸從微觀到宏觀，納米級芯片、微米級封裝以及厘米級系統(tǒng)，以熱設計為視角來看，各層面關注點各有側重，如芯片關注走線自發(fā)熱），封裝關注多芯片內部的熱點分布，系統(tǒng)需優(yōu)化整體散熱方案等，依靠三個層面的數據交換來完成協(xié)同設計。另外，還從多維場角度看，需要考慮熱、電、結構、應力不同物理量之間的相互影響、以及對封裝質量、功耗、信號完整性能、耦合效率的綜合作用。 研討會從流程上詳細介紹了3DIC的仿真設計平臺中中如何通過各芯片模型數據互通完成復雜3DIC的組裝（比如提供模板，支持各晶圓廠家的不同工藝平臺等），以及通過模型抽取方式（基于Anysys的電、信號、應力等各類模型平臺支持）實現(xiàn)自動化的多維場仿真引擎（熱、功耗、應力、信號眼圖等），最后做聯(lián)合優(yōu)化。最后階段提供電源、熱模型給封裝以及系統(tǒng)完成多維場的協(xié)同驗證，完成流片前對設計的高精確度/高分辨率的要求。

此外，Ansys 提供了一套完整的光學 IO 仿真設計平臺，專門針對硅光芯片（Silicon Photonics）的設計挑戰(zhàn)，助力未來AI/HPC中極具發(fā)展前景的CPO技術實現(xiàn)與商業(yè)化。這套平臺涵蓋從器件級到系統(tǒng)級的多尺度仿真，能夠精確分析光信號在芯片內部及輸入輸出接口的傳輸特性，幫助工程師優(yōu)化光學 IO 設計，提高芯片性能和可靠性。包括器件級與光波導仿真工具等。

Ansys與臺積電（TSMC）在基于SoIC - X 芯片堆疊技術緊湊型硅光子引擎COUPE的設計制造上深度合作，加快英偉達 Spectrum 和 Quantum 硅光子網絡交換機 （基于CPO）實現(xiàn)商業(yè)化。COUPE設計仿真依托Ansys的多維場平臺，其中包括光子芯片設計的Lumerical, 光IO設計的Zemax、多芯片電源完整性驗證工具 RedHawk -SC、芯片間高頻電磁分析工具RaptorX等。研討會分析了CPO光電合封技術發(fā)展中的多維場挑戰(zhàn)，并以光纖-芯片垂直耦合系統(tǒng)為例，詳細分享了光信號從芯片頂部的光柵耦合到微透鏡再到光纖對準的各環(huán)節(jié)，設計仿真的具體流程。

此外， AI/ML也嵌入到Ansys全系列軟件，比如在高頻電磁分析工具RaptorX利用AI進行數據驅動的寄生電容參數抽取建模，在RedHawk-SC ET中進行自適應網格分割后基于機器學習進行熱點檢測等等，大大提高設計仿真效率。