随着电子产品的尺寸越来越小，速度越来越快，热问题也变得愈发具有挑战性。此类问题是广泛存在的，可能出现在芯片、电路板、封装和整个系统中。图 1 介绍了目前电子产品中的一些热挑战。

图 1：IC、封装/电路板和系统设计挑战

3D-IC 集成了许多裸片（图 1，左），这些裸片密集地堆积在一起，导致了散热困难，造成温度上升，从而引发性能问题。因此，准确地将热传感器放置在热点区域，以快速捕捉和缓解温度上升，这一点非常重要。

在封装和 PCB 中（图 1，中），热挑战源自与压降相互影响、焦耳加热效应、和性能。在 3D-IC 中，由于有多个裸片，这些问题就更为严重。在系统中（图 1，右），了解热性能以便优化热冷却策略十分重要。

几年前，Cadence 推出了 Celsius^™ Thermal Solver，以应对芯片、封装、PCB和系统中的热升温挑战。Celsius Thermal Solver 是业内针对从集成电路到物理部件全电子系统所设计的首款完整电热协同仿真解决方案。该工具提供了端到端能力，涵盖从设计到签核在内的各个阶段（图 2）。

图 2：Celsius Thermal Solver 在设计和签核方面的端到端功能

Celsius Thermal Solver 提供的优势包括：可与其他 Cadence 设计工具集成，通过有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）提供精准结果，通过高性能的分布式计算大大缩短仿真时间，并增强了导入详细封装和 PCB 模型的能力（图 3）。

图 3：Celsius Thermal Solver 是一个完整的解决方案

本白皮书旨在帮助设计人员了解 3D-IC 带来的跨结构热和应力挑战，以及 Cadence Celsius Thermal Solver 如何帮助设计人员分析 3D-IC 产品的热和应力，并制定策略以降低它们的影响。

本白皮书11页内容包括：

1. 设计概述

2. 从早期设计阶段到签核，控制 3D-IC 的热和应力影响

3. 利用 Integrity™ 3D-IC Platform 和 Celsius Thermal Solver 进行 3D-IC 设计探索

4. 利用 Voltus IC Power Integrity Solution 和Celsius Thermal Solver 进行 3D-IC 签核

5. 使用 Voltus IC Power Integrity Solution 生成精密功耗模型

6. 利用 Celsius Thermal Solver 进行快速、准确、以裸片为中心的热分析

7. 热量疏导分析

8. 对 CPU/封装/PCB/散热器进行精确的 FEA 和CFD 协同仿真

9. 结论