[發(fā)明專利]面向集成電路的空間電磁輻射計算系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110425192.0
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112818584B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐章宏;鄒軍;汲亞飛;王芬;黃承清
• 申請（專利權(quán)）人: 北京智芯仿真科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/39
• 代理公司: 北京星通盈泰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11952
• 代理人: 李筱

本發(fā)明提供了面向集成電路的空間電磁輻射計算系統(tǒng)及方法，通過進(jìn)行兩級分解將多層集成電路空間電磁輻射的三維問題轉(zhuǎn)換為簡單多邊形上的分布電流在空間產(chǎn)生的電磁場的子計算任務(wù)，子計算任務(wù)通過GPU的計算單元快速進(jìn)行并行計算，實(shí)現(xiàn)基于多層超大規(guī)模集成電路版圖形成的多邊形的不規(guī)則、多尺度且集成電路層間距與層厚小于集成電路每層平面尺寸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行的空間電磁輻射計算，實(shí)現(xiàn)了基于并矢格林函數(shù)計算點(diǎn)電流源在空間任意位置產(chǎn)生的場，利用二維高斯積分的方法計算面電流源在相同位置產(chǎn)生的場，進(jìn)而計算高幾何復(fù)雜度多層集成電路版圖上的電流在空間不同位置產(chǎn)生的場，基于場的線性疊加原理確定多層集成電路對空間的電磁輻射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及面向集成電路的空間電磁輻射計算系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件，其采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。

由于集成電路在工作時會在多層版圖上產(chǎn)生高速信號傳輸，因此會形成高頻交變電磁場，這些高頻交變電磁場即形成高頻輻射源，使其對其他信號層或其他集成電路、芯片形成串?dāng)_和電磁輻射，影響其他信號層或其他集成電路、芯片的正常工作。

目前在計算集成電路的空間電磁輻射時，現(xiàn)有技術(shù)是將集成電路連同待研究的空間確定為計算區(qū)域，然后對整個計算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格剖分，并計算整個計算區(qū)域的電磁場分布，進(jìn)而計算出集成電路對空間的電磁輻射。

然而，集成電路過孔、走線等特征尺寸為納米級，整個集成電路的尺寸為厘米級，待研究的集成電路輻射空間則為分米級、米級，對這樣的多尺度空間進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)格剖分再分析其空間電磁輻射，會產(chǎn)生數(shù)億的網(wǎng)格和未知量，導(dǎo)致計算的硬件（內(nèi)存）成本和CPU時間成本都過大的問題。

但若因此而采用有限元法和矩量法相結(jié)合的方法計算電磁輻射，在產(chǎn)生電磁輻射的源的集成電路區(qū)域，采用有限元法；在集成電路之外的空間大范圍區(qū)域，采用矩量法；有限元法和矩量法在集成電路與外部空間的界面相耦合，則會由于矩量法只針對界面進(jìn)行積分，導(dǎo)致大量的網(wǎng)格單元和未知量的減少，并且由于集成電路的尺度范圍為納米級到厘米級，直接對集成電路整體用有限元法求解本身會產(chǎn)生巨大的稀疏矩陣，且由于有限元法和矩量法進(jìn)行耦合，使得形成的耦合矩陣在界面處為稠密矩陣，大大增加了整個稀疏矩陣的非零元數(shù)量和稀疏矩陣求解復(fù)雜度，使得計算時間仍然很長。

因此，目前亟需一種針對多層集成電路的空間電磁輻射進(jìn)行準(zhǔn)確分析的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

（一）發(fā)明目的

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一種缺陷，本發(fā)明基于并矢格林函數(shù)計算點(diǎn)電流源在空間任意位置產(chǎn)生的場，基于源產(chǎn)生的場的線性疊加性質(zhì)，利用二維高斯積分的方法計算面電流源在相同位置產(chǎn)生的場，進(jìn)而計算高幾何復(fù)雜度多層集成電路版圖上的電流在空間不同位置產(chǎn)生的場，最終基于場的線性疊加原理確定多層集成電路對空間的電磁輻射。

（二）技術(shù)方案

作為本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明公開了一種面向集成電路的空間電磁輻射計算系統(tǒng)，包括：

電磁輻射確定模塊，用于通過進(jìn)行兩級分解將多層集成電路空間電磁輻射的三維問題轉(zhuǎn)換為簡單多邊形上的分布電流在空間產(chǎn)生的電磁場的子計算任務(wù)，所述子計算任務(wù)通過GPU的計算單元快速進(jìn)行并行計算，實(shí)現(xiàn)基于多層超大規(guī)模集成電路版圖形成的多邊形的不規(guī)則、多尺度且集成電路層間距與層厚小于集成電路每層平面尺寸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行的空間電磁輻射計算；

兩級分解模塊，用于先將多層集成電路空間電磁輻射分解為多個平面上的分布電流在空間產(chǎn)生的電磁場的疊加，然后將高幾何復(fù)雜度集成電路版圖分解為低幾何復(fù)雜度多邊形，進(jìn)而將平面上的分布電流在空間產(chǎn)生的電磁場分解為多個多邊形上的分布電流在空間產(chǎn)生的電磁場的疊加。