基于 GPU 的全尺度瞬态电磁-热-力耦合仿真用于先进封装的早期设计
计算物理
2026-03-10 v1 计算工程、金融与科学
数值分析
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应用物理
摘要
在先进电子封装的早期设计中，设计师面临计算精度与计算 turnaround 时间之间的关键权衡。传统的早期阶段方法通常通过依赖稳态假设和结构均质化来实现计算速度。虽然计算效率高，但这些近似方法根本无法捕捉细粒度内部界面处的动态热事件和应力浓度，有效掩盖了由瞬态信号脉冲驱动的失效机制。本文提出了一种 GPU 加速的瞬态耦合电磁-热-力求解器，以解决这一瓶颈。该求解器 enables 对大规模封装进行全尺度、非均质化、时域仿真，计算时间适合快速设计迭代。仿真 NEC SX-Aurora TSUBASA 包装，表明该工具允许识别通常对稳态和均质化基线不可见的信号诱导的绝热应力。这种能力将签权级别的物理精度带到早期设计阶段，促进防止昂贵的后期设计失效以及更广泛的瞬态热性能退化风险。
引用
@article{arxiv.2603.07038,
title = {Full-Scale GPU-Accelerated Transient EM-Thermal-Mechanical Co-Simulation for Early-Stage Design of Advanced Packages},
author = {Hongyang Liu and Tejas Kulkarni and Ganesh Subbarayan and Cheng-Kok Koh and Dan Jiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07038},
year = {2026}
}
备注
This paper has been accepted for publication at the 30th IEEE Workshop on Signal and Power Integrity (SPI 2026), to be held in Turin, Italy, on June 14-17, 2026