[發明專利]片上系統互連可靠性仿真方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010054107.X
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111291532B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 聶國健;李欣榮;鄭麗香;于迪;楊云;雷庭;王浩
• 申請（專利權）人: 中國電子產品可靠性與環境試驗研究所（（工業和信息化部電子第五研究所）（中國賽寶實驗室））
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398;G06F119/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周玲

本申請涉及一種片上系統互連可靠性仿真方法、裝置、設備及存儲介質。通過對芯片設計模型進行簡化，并根據對應的材料參數和環境試驗參數對簡化模型進行仿真分析，得到芯片設計模型的可靠性結果。其中，簡化模型至少包括關于片外互連結構的電路板簡化模型，以及關于片內互連結構的鍵合線簡化模型；仿真分析至少包括熱學仿真、振動仿真和壽命仿真。基于此，本申請實施例綜合考慮片上系統片外和片內的互連可靠性，且從熱學和振動等方面來分析片上系統的失效情況，能夠獲得更為準確的仿真結果，提高準確性及仿真效率。此外，結合仿真得到的可靠性結果，能夠便于設計師及時發現片上系統設計的薄弱環節，進而有針對性的改進設計。

技術領域

本申請涉及片上系統測試技術領域，特別是涉及一種片上系統互連可靠性仿真方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

隨著設計規模和復雜度的日益增加，SoC(System?on?Chip，片上系統/系統級芯片)內部的電場和電流密度會不斷增大，進而使芯片的可靠性問題變得日益嚴峻。例如，來自電流密度的電熱效應可能會使SoC器件電參數發生漂移變化，縮短器件壽命或使器件燒毀。此外，新材料和新器件結構的使用也引入了新的可靠性問題，例如，由多種材料組成的封裝，因為材料的熱膨脹系數(CTE)不匹配，同樣會導致多種可靠性問題。

在SoC可靠性測試的過程中，發明人發現傳統技術中至少存在如下問題：芯片設計涉及的因素多，傳統的SoC可靠性測試準確性差。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的SoC可靠性測試存在準確性差的問題，提供一種片上系統互連可靠性仿真方法、裝置、設備及存儲介質。

為了實現上述目的，一方面，本申請實施例提供了一種片上系統互連可靠性仿真方法，包括：

對獲取到的芯片設計模型進行簡化，得到簡化模型；簡化模型包括電路板簡化模型和鍵合線簡化模型；

根據簡化模型的材料參數以及獲取到的環境試驗參數，對簡化模型進行仿真分析，得到并輸出可靠性結果；仿真分析包括熱學仿真、振動仿真和壽命仿真。

在其中一個實施例中，對獲取到的芯片設計模型進行簡化，得到簡化模型的步驟至少包括以下步驟中的至少一項：

按照散熱簡化條件對芯片設計模型進行簡化，得到用于熱學仿真的電路板簡化模型；散熱簡化條件包括刪除尺寸小于預設測試尺寸的非散熱部件，和/或，刪除功耗小于預設測試功耗的器件；

按照振動簡化條件對芯片設計模型進行簡化，得到用于振動仿真的電路板簡化模型；振動簡化條件包括保留質量大于預設測試質量的器件，保留非均勻分布的器件，以及將刪除掉的器件的質量增加到芯片設計模型的電路板中；

根據芯片設計模型的芯片內部熱應力分布情況，確定承受熱應力最大的單根鍵合線，并基于單根鍵合線對芯片設計模型進行簡化，得到僅包含單根鍵合線的鍵合線簡化模型。

在其中一個實施例中，根據簡化模型的材料參數以及獲取到的環境試驗參數，對簡化模型進行仿真分析，得到并輸出可靠性結果的步驟包括：

對簡化模型進行網格劃分，并根據網格劃分后的簡化模型進行仿真分析。

在其中一個實施例中，對簡化模型進行網格劃分，并根據網格劃分后的簡化模型進行仿真分析的步驟包括以下步驟中的至少一項：

根據電路板簡化模型中的材料屬性，對電路板簡化模型進行網格劃分，并采用約束算法建立器件和電路板之間的裝配關系，得到用于熱學仿真的電路板簡化模型；

分別對電路板簡化模型中的器件和電路板進行網格劃分，并采用PatchIndependent算法建立器件和電路板之間的裝配關系，得到用于振動仿真的電路板簡化模型；

根據材料屬性，對鍵合線簡化模型中的鍵合線鍵合部分進行網格劃分，得到用于熱學仿真和振動仿真的鍵合線簡化模型。