來源：華天科技

在AI時代，面對封裝產(chǎn)品小型化、集成度和可靠性要求的提高，如何在不犧牲性能的前提下有效解決散熱問題，已成為業(yè)界亟需解決的緊迫任務。在這樣的背景下，封裝方案開發(fā)階段進行熱仿真分析重要性日益凸顯。
作為國內(nèi)封裝企業(yè)龍頭之一，華天科技2011年率先成立仿真團隊，建立了電、熱、力、模流以及多物理場協(xié)同仿真能力。應對封裝散熱挑戰(zhàn)，華天科技提供了一系列的熱仿真解決方案，助力高性能AI芯片在設計與封裝過程中實現(xiàn)高效散熱管理和性能優(yōu)化，并提供以可靠性、性能及成本平衡為核心的最優(yōu)熱設計方案，為行業(yè)技術發(fā)展樹立了新標桿。

熱仿真分析主要對封裝體內(nèi)部溫度分布進行分析，提供全面、準確的熱性能參數(shù)和溫度分布、散熱瓶頸等信息。例如熱阻參數(shù)、熱流矢量圖、電-熱耦合仿真、系統(tǒng)級散熱方案分析、封裝溫度分布云圖、散熱器選擇等，并進行不同封裝設計方案的熱性能比對，提供散熱優(yōu)化方向。

封裝結構散熱性能分析：通過對比不同封裝形式散熱能力，推薦最佳散熱方案。以封裝尺寸17*17mm為例，F(xiàn)C-CSP封裝相較于WB-BGA封裝在Theta-Ja、Theta-Jb及Theta-Jc分別實現(xiàn)了5%、8%和85%的散熱改善；而HFC-BGA封裝相較于WB-BGA封裝在Theta-Ja、Theta-Jb及Theta-Jc分別實現(xiàn)了35%、70%和83%的散熱改善。綜合對比分析，WB-BGA、FC-CSP、OMFC-CSP及HFC-BGA不同的封裝結構呈現(xiàn)的散熱效果也不同，HFC-BGA封裝熱阻較低，若封裝產(chǎn)品對熱性能有較高要求，可優(yōu)先考慮HFC-BGA封裝形式。此外，針對基板類封裝產(chǎn)品中基板的結構、材質進行專題研究，分析基板層數(shù)、介質層厚度、SMT散熱孔及塑封厚度對封裝產(chǎn)品散熱的影響，在封裝設計時可針對性進行優(yōu)化，保證器件的正常穩(wěn)定工作。

封裝材料散熱性能分析：對比不同型號塑封料及粘片膠對封裝散熱性能的影響，快速實現(xiàn)封裝產(chǎn)品BOM選擇，通過分析對比不同封裝形式的材料散熱性能，為各類封裝產(chǎn)品量身定制熱設計方案，滿足特定的散熱需求，根據(jù)產(chǎn)品的具體應用場景，推薦最合適的封裝方案。在大尺寸封裝產(chǎn)品中，銦片憑借卓越的高導熱性能被視為傳統(tǒng)熱界面材料TIM膠的替代品。HFC-BGA50X50 封裝，基于JEDEC標準測試環(huán)境，采用銦片較采用TIM膠，Still Air環(huán)境，結溫降低約6.3℃，Theta-Jc降低81.6%。與TIM膠相比，銦片產(chǎn)品在熱量傳遞過程中的熱阻更低，采用銦片散熱效果更優(yōu)于TIM膠。

隨著芯片算力的持續(xù)提升，華天科技熱仿真團隊依托十余年深耕積累，結合2000余款產(chǎn)品的開發(fā)經(jīng)驗及大量課題研究，建立了一套全面且高度精準的仿真數(shù)據(jù)庫。通過仿真數(shù)據(jù)與實際產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)的反復校準，該數(shù)據(jù)庫能夠快速評估封裝產(chǎn)品的散熱性能，有效降低產(chǎn)品在早期熱設計階段的風險，為客戶提供更加高效、可靠的熱管理解決方案。

這一數(shù)據(jù)資源的深度積累與分析，使華天科技在封裝系統(tǒng)的熱設計能力上始終保持行業(yè)領先水平，為高性能芯片在復雜應用場景下的穩(wěn)定運行提供了堅實保障，彰顯了華天科技在推動技術創(chuàng)新與客戶價值提升中的重要作用。

隨著芯片算力的持續(xù)攀升，華天科技依托多物理域協(xié)同仿真分析技術，尤其是在散熱仿真領域的深度應用，致力于為客戶提供精確的熱仿真結果與高效的設計優(yōu)化方案。通過這一技術加持，華天科技將進一步提升封裝解決方案的性能與可靠性，全面滿足AI時代高性能計算對散熱管理的嚴苛需求，為推動行業(yè)技術升級注入新動能。

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