西門子簡化了復雜異構集成 3D IC 的設計與分析
2025.6.27，Siemens Digital Industries Software 宣布在其電子設計自動化（EDA）產品組合中新增兩項解決方案，旨在協助半導體設計團隊應對并克服與 2.5D 和 3D 集成電路（IC）設計和制造相關的復雜性挑戰。
西門子全新推出的 Innovator3D IC™ 解決方案，使 IC 設計工程師能夠高效地創建、仿真和管理異構集成的 2.5D/3D IC 設計。同時，西門子新發布的 Calibre 3DStress 軟件則通過先進的熱機械分析，識別晶體管級別的應力對電氣性能的影響。這兩款解決方案協同工作，可顯著降低設計風險，提升新一代復雜 2.5D/3D IC 的設計效率、良率和可靠性。
“通過提供由 Calibre 3DStress 支持、并以 Innovator3D IC 解決方案套件為核心驅動的應力感知多物理場分析平臺，西門子幫助客戶有效應對 3D IC 設計的復雜性與風險。” 西門子EDA 首席執行官 Mike Ellow 表示，“這些功能對客戶至關重要，它們不僅提升了設計生產力，還幫助團隊在嚴格的設計時程內完成任務，突破了傳統設計復雜性所帶來的瓶頸。”
Innovator3D IC 解決方案套件
西門子的 Innovator3D IC 解決方案套件為 IC 設計與設計數據 IP 的規劃、異構集成、中介層/襯底的實現、接口協議合規性分析以及數據管理，提供了一條高效且可預測的工作路徑。
該套件構建于融合 AI 的用戶體驗平臺之上，具備強大的多線程和多核處理能力，能夠在超500萬個引腳的大型設計中實現最佳容量與性能。核心組件包括：
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Innovator3D IC Integrator：一個統一的數據模型驅動的整合平臺，用于構建數字孿生，實現設計規劃、原型開發與預測分析；
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Innovator3D IC Layout：確保設計正確性的封裝中介層與襯底實現工具；
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Innovator3D IC Protocol Analyzer：用于芯粒（chiplet）間以及晶粒（die）間的接口一致性分析；
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Innovator3D IC Data Management：用于管理設計過程中產生的設計數據與 IP。
Calibre 3DStress 解決方案
在 2.5D/3D IC 架構中，由于芯片結構更薄，封裝過程中溫度更高，設計人員發現很多已在芯片級通過驗證的設計，經過封裝回流焊之后往往不再符合性能規格。
為解決這一問題，Calibre 3DStress 提供了精準的晶體管級熱-機械應力分析、驗證和調試功能，能夠在設計流程早期評估芯片與封裝之間的交互對整體功能的影響。這種前瞻性能力不僅可避免后期失效風險，還可進一步優化系統設計，提升性能與耐用性。
作為 2024 年 Calibre 3DThermal 發布后的擴展產品，Calibre 3DStress 加強了西門子的多物理場仿真能力，顯著降低熱-機械影響，并在設計初期就實現電氣行為的可視化。與傳統封裝層級的應力分析工具不同，Calibre 3DStress 可獨特地識別晶體管級別的應力，確保封裝工藝與產品功能不會削弱電路級性能。
Calibre 3DStress 是西門子 3D IC 多物理場軟件產品組合中的關鍵組成部分，同時也是其 IC 數字孿生與半導體開發工作流程的核心工具之一。該工具將業界標準的 Calibre 物理驗證功能與先進的原生機械求解器結合，能夠深入分析集成電路結構與材料中的應力分布與行為。
客戶對西門子 3D IC 設計技術的反饋
“在 2023 年，我們引入西門子技術，以應對我們高階平臺在設計與集成方面面臨的復雜挑戰。Innovator3D IC 解決方案套件在我們面向 AI 與高性能計算（HPC）數據中心所提供的高性能解決方案中發揮了關鍵作用。”——無晶圓廠 AI 平臺領先企業 Chipletz 首席執行官 Bryan Black 表示。
“Siemens EDA 的 Calibre 3DStress 工具能夠綜合處理 3D IC 架構中器件、材料及工藝的復雜性，并生成精確的 IP 級應力分析。借助該工具，ST 能夠在設計早期執行規劃與簽核流程，并準確建模 3D IC 封裝中 IP 級應力可能引發的電氣故障。最終，不僅提升了產品的可靠性與質量，還縮短了上市周期，實現了 ST 與客戶的雙贏。”——意法半導體 APMS 中央研發高級總監 Sandro Dalle Feste 表示。
如欲了解西門子在 2.5D/3D IC 架構方面的完整解決方案組合，歡迎訪問：
www.eda.sw.siemens.com/en-US/ic-packaging/3d-ic-design
西門子數字工業軟件借助 Siemens Xcelerator 業務平臺中的軟件、硬件和服務，協助各類組織實現數字化轉型。通過數字孿生和全面的軟件體系，幫助企業優化其設計、工程和制造流程，將今日創意轉化為可持續的未來產品。從芯片到完整系統，從產品設計到制造工藝，跨越所有行業，西門子數字工業軟件致力于加速全球產業轉型。
