[发明专利]三维集成电路热仿真及设计方法、系统、介质及终端设备

说明书

本申请涉及一种三维集成电路热仿真及设计方法，所述方法包括获取待优化三维集成电路的电路信息，并根据所述电路信息创建所述待优化三维集成电路的三维模型；将所述待优化三维集成电路的三维模型导入仿真软件中，并根据输入的仿真信息进行三维集成电路仿真；根据三维集成电路仿真结果的温度场分布数据，对所述待优化三维集成电路进行热管理布局；根据所述热管理布局对所述待优化三维集成电路进行热优化设计。相比现有技术，本发明根据不同电路的温度场分布数据，对为芯片层提供散热的微通道层进行布局与设计，并根据最佳路径算法实现最小散热路径的电子元器件布局，能够在提高电路散热效率的同时降低了电路设计成本。

技术领域

本申请涉及集成电路设计技术领域，特别是涉及一种三维集成电路热仿真及设计方法、系统、存储介质及终端设备。

背景技术

集成电路一般由一层半导体器件和多层互连线组成。早期集成电路性能提高和功能扩展的重点都集中在晶体管层面，即通过减小特征尺寸(CriticalDimension)实现更高的速度、更低的功耗，以及更高的集成度。且传统的集成电路封装是在一个封装内放置一个晶片(裸芯片)或平面放置多个晶片(MCM)，这种封装形式称为2D。

随着半导体工艺特征尺寸的不断缩小，特别是进入纳米尺寸范围后，半导体制造技术难度越来越大，传统的技术越来越接近物理尺寸极限。由此，三维集成电路随之应用而生。

三维集成电路(Three dimensional integrated circuit,3D IC)作为信息技术革命的载体，越来越趋向于小型化、集成化方向发展，这将导致电子设备中的热流密度呈快速的增长，从而使得集成电路的散热问题成为制约电子产品技术发展的重要瓶颈。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种提高集成电路散热效率，为的三维集成电路热仿真及设计方法、系统、存储介质及终端设备。

本发明实施例提供了一种三维集成电路热仿真及设计方法，所述方法包括以下步骤：

获取待优化三维集成电路的电路信息，并根据所述电路信息创建所述待优化三维集成电路的三维模型；

将所述待优化三维集成电路的三维模型导入仿真软件中，并根据输入的仿真信息进行三维集成电路仿真；其中，所述仿真信息包括材料数据、边界条件、热源数据及网格划分；

根据三维集成电路仿真结果的温度场分布数据，对所述待优化三维集成电路进行热管理布局；

根据所述热管理布局对所述待优化三维集成电路进行热优化设计。

进一步地，根据所述热管理布局对所述待优化三维集成电路进行热优化设计的方法，具体包括：

获取对所述待优化三维集成电路进行仿真的仿真结果；

由所述仿真结果得到所述待优化三维集成电路的温度场分布数据；

将所述温度场分布数据导入函数拟合工具进行函数拟合，以得到目标函数；

通过目标优化算法获取所述目标函数的最优解集；

根据K均值聚类分析法，获得目标函数的最优解。

进一步地，通过目标优化算法获取所述目标函数的最优解集的方法，具体包括：

对所述目标函数进行种群初始化，以得到预设规模的初始化种群；其中，所述种群初始化的参数包括种群数量、算法执行轮数、目标函数个数、最大迭代次数及上下界限；

通过非支配排序算法对预设规模的所述初始化种群进行非支配排序，并在非支配排序后通过选择、交叉、变异得到第一代子代种群；

将所述初始化种群与第一代子代种群合并后，再次通过非支配排序算法进行非支配排序，同时对每个非支配层中的个体进行拥挤度计算；