科创中国
芯片热电耦合模拟与高性能自主软件研发
发布时间: 2025-08-26
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,微电子技术
成果介绍
在电子设计自动化EDA软件里，10nm以下线宽的芯片工艺中芯片的热管理依然面临巨大的挑战。传统的EDA软件面临着底层物理机制不清，主要依靠经验和用户反馈等问题。针对传统宏观方法难以考虑诸多纳米尺度微观因素的影响，传统微观量子力学等方法只能计算单个或几个晶体管器件，项目创建了基于对象、模型、软件、硬件一致性的大规模高性能原子模拟方法，取得了巨大的性能加速，远超国际同类商业和开源软件，填补了芯片电路热模拟中宏微观方法间的介尺度断层。
成果亮点
实现了纳微结构从单个原子数埃的尺度直接计算到宏观厘米尺度的重要突破，克服了纳微结构材料热力学性质非平衡分子动力学模拟中的有限尺寸效应。同时基于大规模高性能原子模拟，揭示了纳微结构材料热传递介尺度机理和尺度依赖的声子传递机制，提出了声子弛豫时间校正模型，改进了介尺度传热的声子玻尔兹曼传递方程（BTE）。建立了电子和声子的耦合玻尔兹曼传递方程，应用于CMOS晶体管的功耗和传热计算。建立了集成表界面、掺杂、基底、介电层、栅极、复杂版图等纳微因素的芯片物理电路热模拟技术，形成了自主大规模高性能软件系统，拥有完全自主知识产权。
团队介绍
长安大学（Chang’an University），位于陕西省西安市，简称“长大”，直属国家教育部，是国家首批“211工程”重点建设大学、国家“985工程优势学科创新平台”建设高校、国家“双一流”建设高校。入选国家“111计划”、“双万计划”、教育部“卓越工程师教育培养计划”、国家建设高水平大学公派研究生项目、世界能源大学联盟成员高校，丝绸之路大学联盟，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟。
成果资料
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