[发明专利]一种大规模三维集成电路分区方法和装置

权利要求书

1.一种大规模三维集成电路分区方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

2)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则对各电路层进行均匀分区，然后再次进行热导率等效处理和有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

3)重复步骤2)，进行第二次或更多次均匀分区，各次均匀分区的分区数量递增，直至等效热导率仿真精度达到要求；

在均匀分区基础上进行树状分区，包括以下步骤：

a1)平均划分各电路层，使各电路层形成均匀分区的电路块结构；

a2)对已均匀分区的电路块结构的三维集成电路进行热导率等效处理，并调用有限元仿真工具进行计算，得到等效热导率的计算结果；

a3)调用有限元仿真工具导出三维集成电路热分析结果；

a4)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则根据三维集成电路热分析结果计算平面内温度方差，将方差最大的分区进一步分为均匀分区的电路块；

a5)继续步骤a2)至a4)，直至等效热导率仿真精度达到要求；

或者，在均匀分区基础上进行导热通路场修正的均匀分区，包括以下步骤：

b1)根据确定位置到导热通路的距离和导热通路的有效性，计算导热通路场；

b2)根据导热通路场，进行二值化处理；

b3)绘制导热通路场的形状，然后根据二值化获得的形状生成矩形电路分区；

b4)在等尺寸均匀分区的每次迭代中，将步骤b3)生成的矩形电路分区添加到均匀分区中，作为修正项覆盖原有均匀分区；

b5)对已有的三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

b6)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则重复步骤b2)至b4)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各次均匀分区的分区数量递增，其递增的方式是：在第一次均匀分区时，使各电路层形成2×2的电路块结构；在第二次均匀分区时，使各电路层形成3×3的电路块结构；在第三次均匀分区时，使各电路层形成4×4的电路块结构；依此类推。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维集成电路热分析结果包括：各平面内温度分布、层间温差、平面内最高最低温度和平均温度。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，将分区方法以脚本形式或函数形式封装，依次对每一个三维集成电路对象执行该脚本或调用此函数，以实现自动化、规模化地三维集成电路分区过程。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，经过分区后的三维集成电路层由区块构成，区块的形状、位置、所在层数、材料热导率、区块内部层次划分、简化后区块功率大小输出为一个二进制文件；将分区后的处理结果通过两种方法进行导出：调用有限元仿真软件的绘图接口，和调用数值计算软件的绘图函数。

6.一种采用权利要求1所述方法的大规模三维集成电路分区装置，其特征在于，包括：

等效热导率计算模块，负责对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

计算结果比较模块，负责比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果；

均匀分区模块，负责在直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果的偏差超过设定的阈值时，对各电路层进行均匀分区，直至等效热导率仿真精度达到要求；

所述大规模三维集成电路分区装置还包括树状分区模块或导热通路场修正分区模块；

所述树状分区模块负责在均匀分区基础上进行树状分区，所述树状分区的过程包括：

a1)平均划分各电路层，使各电路层形成均匀分区的电路块结构；

a2)对已均匀分区的电路块结构的三维集成电路进行热导率等效处理，并调用有限元仿真工具进行计算，得到等效热导率的计算结果；

a3)调用有限元仿真工具导出三维集成电路热分析结果；

a4)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则根据三维集成电路热分析结果计算平面内温度方差，将方差最大的分区进一步分为均匀分区的电路块；

a5)继续步骤a2)至a4)，直至等效热导率仿真精度达到要求；

所述导热通路场修正分区模块负责进行导热通路场修正的均匀分区，所述导热通路场修正的均匀分区的过程包括：

b1)根据确定位置到导热通路的距离和导热通路的有效性，计算导热通路场；

b2)根据导热通路场，进行二值化处理；

b3)绘制导热通路场的形状，然后根据二值化获得的形状生成矩形电路分区；

b4)在等尺寸均匀分区的每次迭代中，将步骤b3)生成的矩形电路分区添加到均匀分区中，作为修正项覆盖原有均匀分区；

b5)对已有的三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

b6)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则重复步骤b2)至b4)。