西门子3 D IC解决方案，优化先进封装电源完整性

现阶段半导体工艺迭代逻辑发生改变，传统晶体管微缩进程逐步放缓， 先进封装 成为提升芯片综合性能的核心方式 。2.5D以及3D集成电路内部结构复杂， 电源 完整性问题往往相互牵连、难以拆分分析。想要保障芯片供电稳定，行业需要搭建全域系统级分析逻辑，综合考量动态电流变化、分布式寄生参数以及跨域电磁耦合带来的影响。针对 先进封装 设计痛点，西门子推出Innovator 3D IC工具套件，整合多款专业仿真工具，搭建自动化分析流程，为芯片 电源 完整性设计提供完整解决方案。

2.5D与3D IC结构示意图 统一集成设计平台

Innovator3D IC Integrator 以数字孪生数据模型为基础，适配异构集成研发流程。该平台作为核心管控中枢，联动多款专业工具协同工作，包含负责芯片功耗建模的mPower、用于寄生参数提取的Calibre xACT3D、以及做封装电磁分析的HyperLynx高级求解器。

Innovator3D IC 电源 完整性工作流程图 平台能够汇集芯片、中介层、封装等全部设计资料，生成统一的系统化模型，避免多款软件交替转换数据时出现误差。设计人员可以直观查看芯片互连结构与电源分布状态，快速排查布局匹配问题。平台自带图形化操作流程，工作人员可自主选定电源域完成针对性分析；选定分析对象后，系统会自动调用仿真工具完成参数提取与电磁测算，生成标准化电源完整性测试文件，评估电压跌落、电路噪声等关键指标，有效缩短仿真研发周期。

高精度芯片功耗建模

芯片供电分析需要精准的功耗模型作为支撑，mPower工具可生成高精细度芯片电源模型，完整收录芯片静态通电与动态工作时的电流数据，真实还原芯片实际运行工况。该工具会先提取芯片内部供电网络的寄生参数，结合不同工作负载测算电流波形，最终封装为通用性标准化模型。工作人员可将模型导入仿真系统，提前预判芯片电压压降、瞬态波动等供电隐患，为后续系统级仿真提供可靠的数据支撑。

中介层寄生参数提取

在2.5D、3D芯片结构中，中介层与硅桥产生的寄生参数，会直接影响整体供电稳定性。Calibre xACT3D能够精准提取电阻、电感、电容等电气参数，覆盖硅通孔、微凸点、重布线层等核心结构，捕捉密集走线之间的电磁耦合干扰。工具支持宽频仿真工作模式，可适配芯片高低频切换的复杂工作场景。

针对结构特殊的硅通孔，该工具采用专业场域求解算法，将垂直电流分段拆解计算电磁场耦合关系，生成频变阻抗矩阵并拟合为简易电路模型，在保证仿真精度的同时，提升运算效率，适配高密度硅通孔芯片的设计需求。

封装结构电磁仿真测算

在多芯片集成系统中，封装结构是电路阻抗的主要来源。HyperLynx高级求解器可解析封装自带的电容、电感以及走线耦合特性，输出标准化散射参数，测算频段覆盖兆赫兹至吉赫兹。工具能够识别电路回流异常、谐振尖峰等隐患，判定噪声扰动与电压波动的形成原因。依托高精度封装模型，工程师可以分析堆叠芯片之间的供电干扰，适配高带宽内存、多电源域高端芯片的研发设计。

全域系统仿真流程

整套解决方案具备自动化整合能力，Innovator3D IC可自动汇总芯片功耗模型、寄生参数资料以及封装仿真数据，在HyperLynx软件中搭建完整的系统电气网表。工作人员依托一体化模型，可开展同步开关噪声分析、动态电压压降测试、频域阻抗检测等多项仿真工作。

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