3D IC行业发展趋势与技术挑战 - 随着摩尔定律接近物理极限，传统二维集成电路在性能和芯片密度提升方面遇到瓶颈 [2] - 3D IC技术通过垂直堆叠多个芯片，极大提高了芯片集成度和性能，以满足高性能计算和人工智能等应用需求 [2] - 该技术成为未来集成电路产业的重要发展方向，但在设计过程中面临诸多技术挑战 [2] 3D IC设计复杂度与协同平台解决方案 - 3D IC设计复杂度远超传统平面IC，核心在于将不同功能、不同工艺的芯片集成，形成高性能系统 [4] - 设计过程涉及多个工程团队分布式协作，缺乏统一设计管理环境使跨系统连接规划协调困难 [4] - 设计规模不断扩大，业界领先的3D IC已有多达百万个管脚，对设计工具性能和效率要求极高 [4] - 西门子EDA推出Innovator3D IC解决方案，助力设计师高效创建、仿真和管理异构集成的2.5D/3D IC设计 [4] - 2025年6月发布的Innovator3D IC套件具备强大处理能力，可为500多万管脚的设计提供优化性能 [5] - 该平台支持层次化器件规划，可在几分钟内构建百万引脚的Chiplet，并在涉及超五千万引脚的设计组装中展现卓越可扩展性 [7] - 物理设计工具xPD及Aprisa支持总引脚超过200万管脚的复杂设计，并支持多用户异地实时协同设计 [7] 3D IC堆叠验证与可靠性解决方案 - 3D IC系统由多颗芯片堆叠而成，验证芯片堆叠后是否正确连接是重大挑战，尤其当芯片采用不同制造工艺时 [8] - 芯片堆叠后整个ESD网络和路径可能发生本质变化，验证新ESD网络和路径的可靠性更为复杂 [8] - 西门子EDA扩展Calibre®平台，Calibre 3DStack工具可自动化检查die引脚版图对准及3D IC的LVS [9] - Calibre 3DPERC和mPower工具可验证die堆叠后的可靠性问题，如ESD、EMIR等 [9] - 针对系统性能问题如信号完整性、电源完整性，公司提供组合仿真分析工具，保证整个3D IC系统的仿真结果和精度 [9] 3D IC散热与应力分析前瞻性解决方案 - 在3D堆叠结构中，芯片工作时产生的热量难以有效散发，热量堆积会影响性能甚至损坏芯片 [10] - 2.5D/3D IC架构的裸片厚度降低及封装工艺温度升高，高温带来的应力会导致器件电学性能偏移 [10] - 西门子EDA推出Calibre 3DThermal软件，可对3D IC中的热效应进行分析、验证与调试，帮助用户分析芯片堆叠后的散热效果及单元级热分布 [10] - Calibre 3DStress工具支持在3D IC封装场景下对热-机械应力及翘曲进行晶体管级精确分析，使设计师能在开发早期评估芯片封装交互作用的影响 [11]