[发明专利]一种集成电路电源网络层版图热点的检测方法及装置

说明书

本发明提供了一种集成电路电源网络层版图热点的检测方法及装置，所述集成电路电源网络层版图热点的检测方法包括：步骤1，将三维电场问题简化为二维电场问题，并将所述二维电场问题进行离散，求解所述二维电场问题的电位场；步骤2，基于二维离散单元及离散电位，计算单元的电流密度，以及单位体积、单位时间发热量；步骤3，根据热传递理论直接计算绝热条件下单元的温度分布；步骤4，根据所述绝热条件下单元的温度分布，计算网格节点的温度分布，确定温度高于设定阈值的网格单元列表，作为检测出的热点。本发明实现了多层超大规模集成电路电源网络层版图的快速热点分析与热点检测。

技术领域

本发明涉及热点检测技术领域，特别涉及一种集成电路电源网络层版图热点的检测方法及装置。

背景技术

高速印刷电路板（PCB）和集成电路（IC）的封装设计人员逐渐增加元器件的集成度并小型化设计组件，以减小产品尺寸并增加新功能，更小的尺寸和更多的功能导致了功率密度的显着增加以及高速PCB和IC封装内的电流密度的大幅增加等。功耗的增加和封装尺寸的减小导致的温度升高是微电子设计的主要问题。通常，PCB和IC封装设计人员可以通过电磁热协同仿真来调整每个封装层的布局，使PCB或IC封装的温度尽可能均匀升高，以利于整体散热。

然而，目前的电磁热协同仿真都是建立在严格意义上的电磁热协同仿真，需要考虑电磁场与热场的耦合，且需要考虑金属层与介质、空气层的热传递，进而建立严格的导热微分方程进行求解。该方法计算速度慢，需要针对直流电场问题和温度场问题分别求解，更重要的是，由于该方法将电流产生的焦耳热（发热量）作为导热微分方程的源，在此基础上求解的温度场相当于对发热量进行了一次平滑，因此该方法不能高分辨率地计算并检测出集成电路金属层局部异常的大电流产生的热点，而在实际情况下，更小的尺寸和电流密度的大幅增加导致这类热点越来越多，热点问题越来越严重，严格意义上的电磁热协同仿真方法非常难检测到分布越来越多的热点。

针对上述问题，现有技术提供了一种集成电路电源网络层版图热点的检测方法及装置，能够实现多层超大规模集成电路电源网络层版图的快速热点分析与热点检测。

发明内容

（一）发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种集成电路电源网络层版图热点的检测方法及装置，用于实现多层超大规模集成电路电源网络层版图的快速热点分析与热点检测。

（二）技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种集成电路电源网络层版图热点的检测方法，包括以下步骤：

步骤1，将三维电场问题简化为二维电场问题，并将所述二维电场问题进行离散，求解所述二维电场问题的电位场；

步骤2，基于二维离散单元及离散电位，计算单元的电流密度，以及单位体积、单位时间发热量；

步骤3，根据热传递理论直接计算绝热条件下单元的温度分布；

步骤4，根据所述绝热条件下单元的温度分布，计算网格节点的温度分布，确定温度高于设定阈值的网格单元列表，作为检测出的热点。

一种可能的实施方式中，在所述步骤1中，所述三维电场问题是指其电场问题中电导率和电位的分布均为三维空间坐标标x，y，z的函数，即为：，；所述二维电场问题是指其电场问题中所述电导率和电位的分布均为二维平面坐标x，y的函数，即为：，。

一种可能的实施方式中，在所述步骤2中，厚度为h的集成电路金属层内的所述电流密度采用下式计算：