COMSOL中国:多物理场仿真在半导体行业中的应用

发布时间:2022-11-10  

借助具有多物理场功能的仿真工具,我们可以准确地抓住产品设计工作中的关键因素。在由国际科技媒体集团AspenCore举办的2022国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shenzhen)的同期论坛“国际工业4.0技术与应用论坛”上,COMSOL中国技术经理张凯先生介绍了“半导体行业中的多物理场仿真”,并探讨了仿真模型如何和数字孪生结合。

半导体行业中的多物理场仿真

COMSOL是一家欧洲的企业,总部在瑞典,于1986年成立。1998年COMSOL发布了第一款产品COMSOL Multiphysics,这个软件是一个仿真的平台,它的特点是专注于多物理场仿真分析工具。2022年11月,COMSOL发布了COMSOL Multiphysics 6.1版本。在新版本中,不论是多物理场仿真分析还是创建App,软件为用户带来了众多新功能和性能提升。

张凯在“国际工业4.0技术与应用论坛”上介绍,在半导体行业,上下游都有很多问题需要通过研发解决,这些问题如果从底层开始解决的话,会涉及很多的现象,甚至某些现象之间会相互作用。工程师需要考虑到这些相互作用,在仿真里面就叫多物理场。

半导体仿真涉及很多领域,如:制造过程里的结构力学,CFD、传热、化学反应,等离子体,光学,分子流,粒子追踪等;芯片/板卡/封装里的交流/直流电磁、传热、结构力学等;以及晶体管里的载流子漂移-扩散方程、薛定谔方程等。这些性能都可以通过仿真来分析。

举个例子,一家日本公司,模拟用微波等离子体源去做镀膜,通过仿真来分析里面的压强、气体配比、不同的功率产生里面反应物的状态。

在封装领域,半导体器件同样涉及多物理场。如电气特性(电流场、磁场、射频、半导体),热管理(温度分布、对流散热),结构设计(热应力和变形、机械强度可靠性)等。

再举个例子,IC芯片的一些工艺里,有时候要做一些光刻等等的需求。这时清洗芯片的表面会产生一些张力,这些张力有可能造成塌陷,这个塌陷会受到这两个结构之间的间距的材料属性的影响,通过仿真工程师就可以评估这里面临界的宽度大小,则可以解决这个问题。

仿真模型如何和数字孪生结合?

张凯解析道,前文所述的模型都是一些物理模型,它本质上是一些器件或者工艺过程搭建一个虚拟的集合,制订它的条件,通过计算机软件去计算背后的原理,得到所需的设计参数。

在建模过程中,这些数据的来源往往都是有限的,比如说像飞机,飞机在实际飞行过程中,它的姿态是随着环境逐渐调整的,但是这个环境的变化我们事先是不知道的,这里面需要数据动态的进行处理、动态交互,这就需要使用数字孪生的技术。

顾名思义是有一个真实的模型和一个虚拟的模型,这个虚拟模型里面有很多的因素,一个是有一些物理模型,还有各种数据,这些数据有可能是传感器采集的,也有可能是历史数据,也有可能是提前的仿真数据。这就可以结合实际过程或者设备实时的运行状态,通过传感器和物联网,反馈给虚拟的系统,这个系统通过一些运算,像人工智能、数据处理、数智建模,以提供一些改进或者调整的建议,发给实时的设备——这就是简单的数字孪生的结合。

“我们的物理模型只是数字孪生里面的一环,这个过程中我们在国内一些应用,比如一些电动汽车、电力行业已经在用数字孪生的技术。”张凯说道,“那么实际应用中如何结合模型、仿真技术和数字孪生呢?以建筑为例,首先搭建一个模型,比如画出一个混凝土的结构,设计它的工作条件、材料等,在软件里面可以把仿真材料搭建成APP,后面可以通过传感器,采集这些环境的温度、湿度等信息,这些信息就可以通过一些数据交换,实时反馈给我们的计算模型,它就可以计算我们在之前的状态,之前的湿度下预测出来的结构强度、固化,在当前更新我们的环境数据之后,这个结构的相关数据的变化,这又是一个子模型的数字孪生的应用。”

文章来源于:国际电子商情    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>