3-D Thermal-ADI：高效瞬态热模拟技术

"3-D Thermal-ADI：线性时间芯片级瞬态热模拟器，一种用于高效三维瞬态热仿真的算法，具有线性运行时间和内存需求，并且无条件稳定。对比传统热仿真算法，3-D Thermal-ADI更快、更精确且内存效率高。" 在电子工程领域，尤其是超大规模集成电路（VLSI）的设计与制造中，散热问题已经成为一个关键的考量因素，随着功率密度和封装密度的不断提高。3-D Thermal-ADI算法的出现，为解决这个问题提供了一个创新的解决方案。该算法基于交互方向隐式（ADI）方法，特别针对三维环境下的温度分析，旨在模拟芯片级的瞬态热分布。 传统的热仿真算法在处理大规模问题时，常常遇到超线性的运行时间和内存使用问题，这限制了它们在复杂系统中的应用。而3-D Thermal-ADI算法则克服了这些限制，它不仅运行时间呈线性，而且内存需求也得到了优化，这使得该算法在处理复杂的3-D热分布问题时更具优势。此外，它的无条件稳定性确保了在各种条件下都能得到可靠的结果。 文章详细介绍了ADI算法的理论基础和计算步骤，同时提供了与传统方法的对比，展示了其在速度、精度和内存效率方面的优越性。通过大量的实验数据，证明了3-D Thermal-ADI算法在处理芯片级非均匀热分布和热点定位问题上的高效性。例如，通过减少迭代次数，该算法能够快速达到稳态温度分布，这对于实时监测和预测VLSI芯片的热行为至关重要。 在高性能VLSI设计中，互连的热效应不容忽视，因为它们会引发温度梯度，导致设备性能下降和可靠性问题。3-D Thermal-ADI算法考虑了互连形成的复杂3D阵列，以及自热和热耦合的影响，提供了更准确的热分析。通过这种方法，设计师可以更好地理解和预测芯片在工作时的热行为，从而优化设计以提高系统的可靠性和性能。 3-D Thermal-ADI算法是一个重要的进步，它为解决VLSI芯片的热管理问题提供了强大的工具，有助于推动未来高性能电子设备的发展。通过网络出租的形式，该软件的可用性将进一步促进这一领域的研究和实践。