
半導體行業主要分為:前端設計、后端制造、封裝測試三個階段。前端設計是整個芯片流程的“魂”,從承接客戶需求開始,到規格、系統架構設計、方案設計,編碼、集成測試。后端制造是整個芯片流程的“本”,拿到前端的集成系統后,Foundry廠商開始光刻流程,一層層mask光刻,最終加工廠芯片裸Die。封裝測試是整個芯片流程的“尾”,是將芯片以一定的封裝形式連接起來以保證產品的機械強度和電器互聯。芯片的地位不言而喻,其發展程度是一個國家科技發展水平的核心指標之一,影響著社會信息化進程。同時封裝測試產業規模的強勁發展對國內半導體,產業整體規模的擴大起到了顯著的帶動作用,為國內芯片設計與晶圓制造業的迅速發展提供有力支撐,隨著人工智能、智能汽車、5G通信、大數據、 工業互聯網等領域的快速發展,半導體領域將向著更加智能化、集成度更高方向發展,未來將面臨更復雜的挑戰場景。
半導體產業中封裝在國內市場占有率達到70%以上,是半導體產業中的支柱,各種封裝形式出現,包括SOP、QFP、QFN、BGA、FCBGA、WLCSP、Fanout、SIP等,雖然封裝產業已經很成熟,但是隨著IC及封裝集成度越來越高,信號頻率越來越高,半導體封裝領域面臨著諸多挑戰。在力學方面,封裝產品中由于不同材料CTE失配,存在著封裝翹曲、應力及可靠性問題;在熱學方面,封裝由于集成度的提高以及芯片功率密度的不斷提升,封裝產品存在散熱問題;在電學方面,由于基板及PCB中信號的頻率提升會帶來很多問題,比如走線串擾、寄生電容、寄生電感、寄生電阻等,同時信號頻率的提升也會引起基板及PCB的功率密度提升,加劇了散熱的問題。隨著集成度的進一步提高以及使用環境的更加苛刻,電、熱、力會經常出現兩種或者三種耦合問題。
芯片、封裝、PCB 結構分析
· PCB翹曲變形分析 以PCB為研究對象,采用軟件ANSYS Mechanical研究PMC降溫過程中PCB翹曲的變化。
· 焊點蠕變分析 以封裝焊點為研究對象,采用軟件ANSYS Mechanical分析了TCT高低溫循環過程焊點的應力變化及壽命。
·電子產品跌落分析 以整個電子產品為研究對象,采用軟件ANSYS LS-DYNA分析了電子產品跌落時的應力情況
· PCB疲勞壽命分析 以PCB為研究對象,采用軟件ANSYS Mechanical,分析了PCB中器件焊點可靠性,對壽命進行了評估。
· PCB隨機振動分析 以PCB為研究對象,采用軟件ANSYS Mechanical,分析了PCB的模態及響應情況。
芯片、封裝、PCB 散熱分析
· 封裝級散熱分析 以FCBGA產品為研究對象,采用軟件ANSYS Icepak,分析了封裝體在自然對流散熱情況下的熱分布及熱阻。
· 系統級散熱分析 以系統為研究對象,采用軟件ANSYS Icepak,分析了在多個風扇作用下,系統的流動性及散熱性能。
· 系統級電-熱-力耦合仿真 以PCB為研究對象,首先使用軟件Siwave分析了PCB板的熱功率密度,將熱功率密度導入到熱分析軟件ICEPAK,分析了焦耳熱對PCB散熱的影響,最后將分析的溫度導入到Mechanical中進行結構的應力及翹曲分析。
· 板級電-熱耦合分析 系統以PCB為研究對象,首先使用軟件Siwave分析了PCB板的熱功率密度,將熱功率密度導入到熱分析軟件ICEPAK,分析了焦耳熱對PCB散熱的影響。
電學仿真分析
· PCB EMI/EMC分析 以PCB為分析對象,在ANSYS HFSS的進行電磁場分析,為抑制電磁輻射,通過優化散熱孔的大小來降電磁輻射。
· PCB SI分析 以PCB為分析對象,通過軟件Siwave分析了電路板布線不同net的的S參數。
· PCB ESD分析 · PCB 眼圖分析 以芯片、封裝、PCB為研究對象,使用軟件ANSYS designer通過輸入IBIS或SPICE模型,確定整個系統的碼間串擾及噪聲的影響成度,從而估計系統優劣。
· 封裝SI PI EMI分析 以WBBGA為分析對象,首先使用Siwave提取了PCB及wire bond的S參數和RLCG參數,然后用HFSS分析了WBBGA產品的EMI性能。
EDA封裝設計
具有實時校正的數據庫,物理設計規則和電氣約束的實時DRC的單芯片和多芯片封裝的優化物理布局解決方案;約束驅動的“一推一推”交互式布線,自動交互和全自動布線;提供復雜的設計規則和電氣約束驅動布局;包括核心DesignTrue DFM規則檢查法;可視化并執行3D引線和設計規則檢查