西门子简化了复杂异构集成 3D IC 的设计与分析
2025.6.27，Siemens Digital Industries Software 宣布在其电子设计自动化（EDA）产品组合中新增两项解决方案，旨在协助半导体设计团队应对并克服与 2.5D 和 3D 集成电路（IC）设计和制造相关的复杂性挑战。
西门子全新推出的 Innovator3D IC™ 解决方案，使 IC 设计工程师能够高效地创建、仿真和管理异构集成的 2.5D/3D IC 设计。同时，西门子新发布的 Calibre 3DStress 软件则通过先进的热机械分析，识别晶体管级别的应力对电气性能的影响。这两款解决方案协同工作，可显著降低设计风险，提升新一代复杂 2.5D/3D IC 的设计效率、良率和可靠性。
“通过提供由 Calibre 3DStress 支持、并以 Innovator3D IC 解决方案套件为核心驱动的应力感知多物理场分析平台，西门子帮助客户有效应对 3D IC 设计的复杂性与风险。” 西门子EDA 首席执行官 Mike Ellow 表示，“这些功能对客户至关重要，它们不仅提升了设计生产力，还帮助团队在严格的设计时程内完成任务，突破了传统设计复杂性所带来的瓶颈。”
Innovator3D IC 解决方案套件
西门子的 Innovator3D IC 解决方案套件为 IC 设计与设计数据 IP 的规划、异构集成、中介层/衬底的实现、接口协议合规性分析以及数据管理，提供了一条高效且可预测的工作路径。
该套件构建于融合 AI 的用户体验平台之上，具备强大的多线程和多核处理能力，能够在超500万个引脚的大型设计中实现最佳容量与性能。核心组件包括：
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Innovator3D IC Integrator：一个统一的数据模型驱动的整合平台，用于构建数字孪生，实现设计规划、原型开发与预测分析；
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Innovator3D IC Layout：确保设计正确性的封装中介层与衬底实现工具；
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Innovator3D IC Protocol Analyzer：用于芯粒（chiplet）间以及晶粒（die）间的接口一致性分析；
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Innovator3D IC Data Management：用于管理设计过程中产生的设计数据与 IP。
Calibre 3DStress 解决方案
在 2.5D/3D IC 架构中，由于芯片结构更薄，封装过程中温度更高，设计人员发现很多已在芯片级通过验证的设计，经过封装回流焊之后往往不再符合性能规格。
为解决这一问题，Calibre 3DStress 提供了精准的晶体管级热-机械应力分析、验证和调试功能，能够在设计流程早期评估芯片与封装之间的交互对整体功能的影响。这种前瞻性能力不仅可避免后期失效风险，还可进一步优化系统设计，提升性能与耐用性。
作为 2024 年 Calibre 3DThermal 发布后的扩展产品，Calibre 3DStress 加强了西门子的多物理场仿真能力，显著降低热-机械影响，并在设计初期就实现电气行为的可视化。与传统封装层级的应力分析工具不同，Calibre 3DStress 可独特地识别晶体管级别的应力，确保封装工艺与产品功能不会削弱电路级性能。
Calibre 3DStress 是西门子 3D IC 多物理场软件产品组合中的关键组成部分，同时也是其 IC 数字孪生与半导体开发工作流程的核心工具之一。该工具将业界标准的 Calibre 物理验证功能与先进的原生机械求解器结合，能够深入分析集成电路结构与材料中的应力分布与行为。
客户对西门子 3D IC 设计技术的反馈
“在 2023 年，我们引入西门子技术，以应对我们高阶平台在设计与集成方面面临的复杂挑战。Innovator3D IC 解决方案套件在我们面向 AI 与高性能计算（HPC）数据中心所提供的高性能解决方案中发挥了关键作用。”——无晶圆厂 AI 平台领先企业 Chipletz 首席执行官 Bryan Black 表示。
“Siemens EDA 的 Calibre 3DStress 工具能够综合处理 3D IC 架构中器件、材料及工艺的复杂性，并生成精确的 IP 级应力分析。借助该工具，ST 能够在设计早期执行规划与签核流程，并准确建模 3D IC 封装中 IP 级应力可能引发的电气故障。最终，不仅提升了产品的可靠性与质量，还缩短了上市周期，实现了 ST 与客户的双赢。”——意法半导体 APMS 中央研发高级总监 Sandro Dalle Feste 表示。
如欲了解西门子在 2.5D/3D IC 架构方面的完整解决方案组合，欢迎访问：
www.eda.sw.siemens.com/en-US/ic-packaging/3d-ic-design
西门子数字工业软件借助 Siemens Xcelerator 业务平台中的软件、硬件和服务，协助各类组织实现数字化转型。通过数字孪生和全面的软件体系，帮助企业优化其设计、工程和制造流程，将今日创意转化为可持续的未来产品。从芯片到完整系统，从产品设计到制造工艺，跨越所有行业，西门子数字工业软件致力于加速全球产业转型。
