[发明专利]一种集成电路的仿真方法

权利要求书

1.一种集成电路的仿真方法，其特征在于，所述集成电路包括多个晶体管的集成耦合系统，该方法包括：

将集成电路的待仿真区域的仿真任务分解为多个并行任务，不同的并行任务对应不同的子仿真区域；其中，多个所述子仿真区域组成所述待仿真区域；

为每个并行计算任务分配一个并行计算进程；

每一并行计算进程将对应的子仿真区域中每个粒子的属性信息保存到内存中，其中，所述属性信息包括初始位置、初始速度、初始加速度、初始势能、粒子标号以及粒子种类，所述粒子包括原子或分子；

每一并行计算进程确定对应的子仿真区域中每一粒子的邻近粒子标号，并根据原子间多体作用模型或二体作用模型以及所述属性信息计算并行计算任务所对应的子仿真区域中所有粒子的势能，根据所述势能和力计算模型计算每一粒子受到的作用力，并根据粒子受到的作用力确定粒子的加速度，并根据运动方程结合所述属性信息中初始位置和初始速度，计算粒子的下一时刻的速度与位置；

每一并行计算进程重复计算所述势能、所述作用力、所述加速度以及所述下一时刻的速度与位置，直至待仿真区域对应的粒子系统达到稳定状态或重复次数达到预设重复次数；

根据各个粒子在各次计算过程中所得到的物理量确定粒子的动能、势能、温度和应力，并对所述待仿真区域的动能、势能、温度和应力进行统计。

2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于：

每一所述并行计算任务对应的子仿真区域包括至少一个晶体管，或者，每一所述并行任务对应的子仿真区域包括晶体管的某一功能区的部分区域或者包括晶体管的至少一个功能区，其中，所述功能区包括基底、掺杂区域、沟道区域、介电层和栅极。

3.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于：

每一并行计算进程确定对应的子仿真区域中每一粒子的邻近粒子标号之前，还包括：

每一并行计算进程将其对应的子仿真区域的边界区域的粒子的初始位置和粒子种类发送给与所述边界区域相邻的其它子仿真区域对应的并行计算进程；以及每一并行计算进程接收相邻的其它子仿真区域发送的边界区域的粒子的初始位置和粒子种类；

以及，在计算粒子的下一时刻的速度与位置之后，还包括：

每一并行计算进程将其对应的子仿真区域的边界区域的粒子的下一时刻的位置和粒子种类发送给与所述边界区域相邻的其它子仿真区域对应的并行计算进程；以及每一并行计算进程接收相邻的其它子仿真区域发送的边界区域的粒子的下一时刻的位置和粒子种类。

4.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，每一并行计算进程确定对应的子仿真区域中每一粒子的邻近粒子标号，包括：

每一并行计算进程采用固定邻居粒子链表、动态邻居粒子链表或者链接网格算法(linked-cell)确定每一粒子的相邻粒子。

5.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于：

不同的功能区采用不同的粒子间多体作用模型或二体作用模型计算粒子受到的作用力。

6.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述多体作用模型包括Tersoff多体作用模型、Tersoff-Brenner多体作用模型、Stillinger－Weber多体作用模型、嵌入原子方法(Embeded Atom Method，EAM)、力场(Force Field，FF)模型、环境依赖原子间势(Environment-Dependent Interatomic Potential,EDIP)模型、反应力场ReaxFF模型、量子力学中的从头算法ab initio以及基于机器学习的原子作用模型。

7.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述力计算模型包括：

F＝-▽E；

其中，E表示粒子的势能，表示对粒子位置的求导计算。

8.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述运动方程包括：

其中，m表示粒子质量；v表示粒子速度；F表示粒子所受邻近粒子的作用力，F_external表示粒子所受的外部作用力。