[发明专利]一种封装与印制板级分布式电源压降仿真方法

说明书

本发明提供一种封装与印制板级分布式电源压降仿真方法，属于电源完整性设计技术领域。该封装与印制板级分布式电源压降仿真方法包括如下步骤：S1：将芯片划分为多个功能分区；S2：将每个功能分区分别设置为一级电流源备选网格和二级电流源备选网格其中的一种；S3：将一级电流源备选网格按照集总仿真方式设置电流源，对一级电流源备选网格开展初次仿真并获取一级电流源备选网格的平均电流I_AVE分界线；S4：根据平均电流I_AVE分界线将一级电流源备选网格内的电流平均电流I_AVE的所有BUMPs做成PIN GROUP并添加电流源；将二级电流源备选网格按照常规仿真方式设置电流源；对芯片执行最终仿真，得到最终直流压降仿真结果。本发明解决单体电流源内部等电势问题。

技术领域

本发明涉及电源完整性设计技术领域，具体涉及一种封装与印制板级分布式电源压降仿真方法。

背景技术

伴随半导体工艺迅猛发展，先进ASIC芯片尺寸越来越大、也集成了越来越多的晶体管，其核心电源工作电流持续增加到数百安培量级、工作电压持续下降到数百毫伏量级，这些都对系统级电源完整性设计提出了挑战。其中，供电系统直流压降属于系统电源完整性设计的关键指标。

在开展直流压降仿真分析时，这种大尺寸芯片往往由于硅片/封装尺寸过大、签署商业保密协议等限制，很难生成或提供仿真适用的电流文件。为解决电流源或电压源设置问题，系统工程师往往通过将芯片所有相同线网构建PIN GROUP，分析供电电源需求并统一添加电流源/电压源，最后再进行各种电源完整性仿真工作。在众多仿真分析软件中，ANSYS公司SIWave软件以先进的2.5D电磁场求解计算技术，因能获得极佳的仿真分析精度而广为青睐。在实践过程中，这种基于PIN GROUP模式的电流源/电压源设置，①无法确认硅片内部电流分配模式，②也会在大面积PIN GROUP范围内出现等电势情况，导致直流压降绝对值与偏差值都与实际测试情况存在不相符的情况。在小尺寸芯片或者小电流仿真时，或者PCB路径（而非芯片区域）压降占据直流压降主体的情况，这种仿真仍然能够提供相当的仿真精度；在大尺寸芯片并且大电流仿真时，或者关注芯片区域或者裸片区域压差的情况，这种仿真往往无法提供恰当的仿真结果。

开展硅片级/封装级/系统级的联合仿真工作，能够规避大尺寸封装PIN GROUP带来的等电势问题，在一定程度上改善直流压降仿真的准确性，但是显然无法规避大尺寸硅片（DIE）PIN GROUP带来的类似问题。

中国专利CN109508505A、公开日2019-03-22公开了一种印刷电路板电源完整性的仿真方法，该方法主要包括：选取仿真模式；在所选取的仿真模式中，确定电源完整性仿真分析的项目；根据电源完整性仿真分析的项目，建立仿真模型；在仿真模型中确定印刷电路板的频率范围；检测电源系统阻抗；根据频率范围和电源系统阻抗，按照电源完整性仿真分析的目标，对印刷电路板进行电源完整性仿真分析。通过该现有技术中的方法，能够有效缩短印刷电路板的设计周期，提高对印刷电路板的电源完整性验证效率。上述专利中的电路板中存在大面积PIN GROUP范围内出现等电势情况，导致直流压降绝对值与偏差值都与实际测试情况存在不相符的情况，使得电路板的完整性仿真的准确性较低。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种封装与印制板级分布式电源压降仿真方法。

本发明提出一种封装与印制板级分布式电源压降仿真方法，包括如下步骤：

S1：将芯片划分为多个功能分区；

S2：将每个功能分区分别设置为一级电流源备选网格和二级电流源备选网格其中的一种；

S3：如果功能分区为一级电流源备选网格，则将一级电流源备选网格按照集总仿真方式设置电流源，对一级电流源备选网格开展初次仿真并获取一级电流源备选网格的平均电流I_AVE分界线；