半导体行业解决方案
提供前端设计、后端制造、封装测试等全面的解决方案。
概述

半导体行业主要分为:前端设计、后端制造、封装测试三个阶段。前端设计是整个芯片流程的“魂”,从承接客户需求开始,到规格、系统架构设计、方案设计,编码、集成测试。后端制造是整个芯片流程的“本”,拿到前端的集成系统后,Foundry厂商开始光刻流程,一层层mask光刻,最终加工厂芯片裸Die。封装测试是整个芯片流程的“尾”,是将芯片以一定的封装形式连接起来以保证产品的机械强度和电器互联。芯片的地位不言而喻,其发展程度是一个国家科技发展水平的核心指标之一,影响着社会信息化进程。同时封装测试产业规模的强劲发展对国内半导体,产业整体规模的扩大起到了显著的带动作用,为国内芯片设计与晶圆制造业的迅速发展提供有力支撑,随着人工智能、智能汽车、5G通信、大数据、 工业互联网等领域的快速发展,半导体领域将向着更加智能化、集成度更高方向发展,未来将面临更复杂的挑战场景。

挑战

半导体产业中封装在国内市场占有率达到70%以上,是半导体产业中的支柱,各种封装形式出现,包括SOP、QFP、QFN、BGA、FCBGA、WLCSP、Fanout、SIP等,虽然封装产业已经很成熟,但是随着IC及封装集成度越来越高,信号频率越来越高,半导体封装领域面临着诸多挑战。在力学方面,封装产品中由于不同材料CTE失配,存在着封装翘曲、应力及可靠性问题;在热学方面,封装由于集成度的提高以及芯片功率密度的不断提升,封装产品存在散热问题;在电学方面,由于基板及PCB中信号的频率提升会带来很多问题,比如走线串扰、寄生电容、寄生电感、寄生电阻等,同时信号频率的提升也会引起基板及PCB的功率密度提升,加剧了散热的问题。随着集成度的进一步提高以及使用环境的更加苛刻,电、热、力会经常出现两种或者三种耦合问题。

方案
  • 硬件电路设计软件:EDA
  • 工程仿真软件:ANSYS
优势
  • 针对半导体行业的研发端的各类需求,亿道电子提供了涵盖硬件和软件领域的全方位解决方案,同时包含了硬件设计、仿真、嵌入式开发等多个方向。
  • CPS(芯片、封装和PCB系统)。推动新一代的高速高频智能电子产品实现高效设计仿真和设计创新,并在5G通讯、AI智能手机、物联网、人工智能和数据中心等领域已得到广泛应用。
  • 规则形状&异形结构的电子散热分析, Icepak都能胜任多物理场耦合分析与多目标优化。
  • 跨平台设计规划、优化以及单裸片和多裸片的先进封装与模块布局平台。
  • IC 封装物理设计工具无缝对接,构建出全面的兼顾电源影响的设计与SI分析解决方案。
  • 提供建全分析技术的,集成的布局和分析流程,几乎支持所有先进的IC封装技术。
工具链

芯片、封装、PCB 结构分析

· PCB翘曲变形分析 以PCB为研究对象,采用软件ANSYS Mechanical研究PMC降温过程中PCB翘曲的变化。

· 焊点蠕变分析 以封装焊点为研究对象,采用软件ANSYS Mechanical分析了TCT高低温循环过程焊点的应力变化及寿命。

·电子产品跌落分析 以整个电子产品为研究对象,采用软件ANSYS LS-DYNA分析了电子产品跌落时的应力情况

· PCB疲劳寿命分析 以PCB为研究对象,采用软件ANSYS Mechanical,分析了PCB中器件焊点可靠性,对寿命进行了评估。

· PCB随机振动分析 以PCB为研究对象,采用软件ANSYS Mechanical,分析了PCB的模态及响应情况。

板级热变形分析

封装焊点蠕变分析

电子产品跌落

PCB疲劳寿命分析

PCB随机振动分析

芯片、封装、PCB 散热分析

· 封装级散热分析 以FCBGA产品为研究对象,采用软件ANSYS Icepak,分析了封装体在自然对流散热情况下的热分布及热阻。

· 系统级散热分析 以系统为研究对象,采用软件ANSYS Icepak,分析了在多个风扇作用下,系统的流动性及散热性能。

· 系统级电-热-力耦合仿真 以PCB为研究对象,首先使用软件Siwave分析了PCB板的热功率密度,将热功率密度导入到热分析软件ICEPAK,分析了焦耳热对PCB散热的影响,最后将分析的温度导入到Mechanical中进行结构的应力及翘曲分析。

· 板级电-热耦合分析 系统以PCB为研究对象,首先使用软件Siwave分析了PCB板的热功率密度,将热功率密度导入到热分析软件ICEPAK,分析了焦耳热对PCB散热的影响。

封装级散热分析

系统级散热分析

封装湿扩散及湿应力分析

板级电-热-耦合分析

板级电-热耦合分析

电学仿真分析

· PCB EMI/EMC分析 以PCB为分析对象,在ANSYS HFSS的进行电磁场分析,为抑制电磁辐射,通过优化散热孔的大小来降电磁辐射。

· PCB SI分析 以PCB为分析对象,通过软件Siwave分析了电路板布线不同net的的S参数。

· PCB ESD分析 · PCB 眼图分析 以芯片、封装、PCB为研究对象,使用软件ANSYS designer通过输入IBIS或SPICE模型,确定整个系统的码间串扰及噪声的影响成度,从而估计系统优劣。

· 封装SI PI EMI分析 以WBBGA为分析对象,首先使用Siwave提取了PCB及wire bond的S参数和RLCG参数,然后用HFSS分析了WBBGA产品的EMI性能。

PCB EMI/EMC分析

PCB SI分析

PCB ESD分析

PCB 眼图分析

封装 SI PI EMI分析

EDA封装设计

具有实时校正的数据库,物理设计规则和电气约束的实时DRC的单芯片和多芯片封装的优化物理布局解决方案;约束驱动的“一推一推”交互式布线,自动交互和全自动布线;提供复杂的设计规则和电气约束驱动布局;包括核心DesignTrue DFM规则检查法;可视化并执行3D引线和设计规则检查

EDA封装设计

Altium Designer应用场景及结果展示