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Cadence Celsius Studio

业界首个完整的 AI 赋能电子系统热分析平台

统一 AI 热分析赋能电气与机械工程师进行设计中多物理场仿真。解决热分析、热应力以及电子散热问题，无需几何简化。

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Cadence Celsius Studio 是业界首个完整的 AI 赋能电子系统热分析平台，旨在解决热分析、热应力以及电子散热问题。当前的解决方案大多为单点工具，而 Celsius Studio 引入了一种全新的统一平台方法，让电气工程师和机械/热工程师能够在单一平台内并发设计和分析，无需进行几何简化、操作或转换。

Celsius Studio 将电热协同仿真、电子散热和热应力整合为一个 cohesive 的产品。此外，作为设计中多物理场分析无缝运用的能力，使设计师能够在设计早期发现热完整性问题，并有效利用生成式 AI 优化和新颖的建模算法来发掘理想的热设计方案。

最终：

简化的工作流程，提高了协作效率，减少了设计迭代，实现了可预测的设计进度，从而缩短了周转时间并加速了产品上市。

Celsius Studio 平台架构

核心理念：通过 AI 驱动的多物理场集成革新热分析

Celsius Thermal Solver

热求解器

Celsius EC Solver

电子散热求解器

Celsius PowerDC

电源直流分析 (含热功能)

*(注：平台形成完整的热分析闭环，展示从芯片到封装再到系统的协同关系)*

Key Benefits

主要优势

设计中分析 (In-Design Analysis)

利用 Cadence 强大的技术组合协同效应，将电子设计提升到前所未有的高度。

设计洞察 (Design Insight)

通过集成的 AI 驱动技术，实现快速高效的全设计空间探索，从而收敛至最优设计。

完整的系统热分析 (Complete System Thermal Analysis)

结合有限元法 (FEM) 与计算流体动力学 (CFD)，进行全面的系统级分析。

应用领域

通过设计中分析解决最复杂的热挑战

SoC 设计中的热分析

描述：优化布局规划，在热约束下分析不同电压/频率角落的性能，并精确定位温度传感器位置。

关联工具：Custom IC Design, Digital IC Design (Innovus).

MMIC 设计中的热分析

描述：为射频功率放大器 (PA) 和单片微波集成电路 (MMIC) 设计以及 RF PCB 和模块提供量身定制的前沿解决方案。无缝集成电热分析，利用电路设计软件的模型数据。最大化效率，访问现有的 MMIC 设计数据、布局、材料属性和源自 RF 仿真的电源值。

关联工具：RF/Microwave Design (AWR).

IC 封装设计中的热分析

描述：利用瞬态电热协同仿真的力量提升下一代 IC 封装设计，以无与伦比的精度和准确度 pinpoint 封装中的温度和电流密度问题。

关联工具：IC Packaging (Allegro X Advanced Designer).

PCB 设计中的热分析

描述：利用设计中电热分析，开展全规模 PCB 设计而不妥协。摒弃传统的过度设计策略，实现 IR 压降和热效率的精确计算。

关联工具：PCB Design (Allegro X Design Platform).

核心能力

电热创新 (Electrothermal Innovation)

  • 功能：无缝支持所有 ECAD 和 MCAD 文件格式，拥有强大的材料和组件管理器。
  • 仿真类型：支持静态和瞬态电热协同仿真。
  • 集成性：与 Clarity 3D Solver, Sigrity X Platform, Spectre Simulation platform 无缝集成，确保无与伦比的精度和效率。
Electrothermal Innovation
Mechanical Stress

机械应力分析 (Mechanical Stress Analysis)

  • 功能：支持线性和非线性材料结构模型，以及用于精确翘曲和应力分析的静态及准静态求解器。
  • 高级分析：提供专门的湿度和高温高湿 (HTHH) 分析能力。
  • 应用场景：执行组装过程的多阶段仿真，确保材料可靠性。提供用于 3D-IC 翘曲和应力仿真的全局和局部模型。

AI 赋能优化 (AI-Enabled Optimization)

  • 功能：开创 AI 赋能的优化，实现无与伦比的热设计和管理。
  • 分析工具：深入进行蒙特卡洛分析和灵敏度研究，用于严格的 DFM 验证。
  • 模型生成：生成热 RC 和紧凑模型用于全面的网络仿真。
  • 性能评估：利用元模型 (metamodel) 芯片/封装/服务器进行闪电般快速的热性能评估。
AI Optimization
In-Design Analysis

设计中分析 (In-Design Analysis)

集成生态：

  • Digital IC: 通过 Innovus Implementation System 集成，实现热感知数字 IC 设计和优化。
  • Custom IC: 通过 Virtuoso Studio 集成，提升定制 IC 设计。
  • MMIC/RF: 通过 AWR Design Environment Platform 集成，深入热感知 MMIC 设计和优化。
  • Package & PCB: 通过 Allegro X 集成，确保封装和 PCB 板级设计的精度。
  • 3D-IC: 通过 Integrity 3D-IC Platform 集成，实现热感知 3D-IC 设计的无缝探索和优化。

电子散热 (Electronics Cooling)

  • 功能：超越传统界限，提供动态电子散热仿真，以优化整个电子生态系统的热效率，实现性能驱动设计的革命。
Electronics Cooling

产品组合

Celsius Thermal Solver

业界首个完整的电热协同仿真解决方案

核心价值：早期检测和缓解热问题，简化开发周期，促进领先设计平台间的无缝协作。

主要功能：

  • 瞬态与稳态分析：支持瞬态、稳态及复杂固体结构中的热传导分析。
  • 关键数据获取：轻松解锁关键工作温度数据，用于深入的可靠性和性能研究。
  • 无简化导入：导入和分析大型封装和 PCB 设计的全部细节，无需输入简化，执行焦耳热、应力和翘曲分析。
  • 热应力模拟：准确模拟固体中的热致应力和应变，帮助设计师 pinpoint 问题区域。
  • 先进网格技术：先进的 FEM 网格划分技术，使任何复杂系统的网格划分变得快速且简单。
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Celsius EC Solver

尖端电子散热软件

核心价值：无缝分析复杂设计以减轻产品故障风险并优化热解决方案，直观的 UI 节省设计时间。

主要功能：

  • 基于对象的网格划分：自适应网格以确保设备的精确分析。可选定义规则以提供网格划分指导。
  • 并行处理技术：将仿真任务分布在多个核心和多台机器上，快速分析复杂电子设计。
  • MCAD 集成：导入 Creo, SOLIDWORKS, CATIA 等主流 MCAD 工具的复杂模型，无需简化。
  • 智能建模对象：自动放置智能建模对象，提供自动基于对象的网格生成，并在求解前自动检查碰撞和错误。
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Celsius Advanced PTI

提升 PDN 设计效率

核心价值：通过早期发现问题降低成本和时间，保证可靠的电力交付，优化板级/封装级接口的 PDN。

主要功能：

  • 自动化设置：使用 PowerTree 数据自动设置 DC 仿真。
  • 缺陷检测：识别高电阻布线颈缩和失效过孔。
  • 层叠优化：确定是否可以在不增加风险的情况下减少平面层。
  • 成本降低：降低新设计和量产产品的 PDN 成本。
  • 可视化：直观交互地可视化 PDN 性能。
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Celsius PowerDC

IC 封装和 PCB 签核的高效 DC 分析

核心价值：保证可靠的电力交付，最小化现场故障风险。节省成本，加快周转。

主要功能：

  • 原理图驱动：自动使用 PowerTree 数据设置 DC 仿真，支持布局前仿真。
  • 瓶颈识别：识别高电阻布线颈缩和应力下失效的过孔。
  • 层叠评估：确定减少平面层而不增加风险的可能性。
  • 假设分析：通过独特的框图结果视图评估改进方案。
  • 远程感应：专利自动化技术 pinpoint 最佳远程感应线位置。
  • 混合 CAD 支持：接受 Mentor, Zuken, Altium 等数据库。
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平台特性亮点

特性名称 描述
多物理场技术与场求解器 结合强大的 FEA 求解器进行全面的系统分析，配合先进的 FEM 网格技术，简化和加速复杂系统的网格划分。
瞬态和稳态分析 通过瞬态和稳态分析促进准确的电热协同仿真，允许对复杂固体结构中的热传导进行彻底检查。
大规模并行执行 在分析 3D-IC 和复杂 3D 结构时，提供比现有解决方案快高达 10 倍的性能，且不牺牲精度。
电热可靠性 与 Cadence IC、封装、微波/RF 和 PCB 实施平台无缝、简单、轻松地集成，加速和简化设计迭代。
温度数据 设计工程师可随时获取工作温度数据，用于可靠性和性能研究。
热应力和应变 准确模拟固体中的热致应力和应变，使设计师能够 pinpoint 问题区域并避免昂贵的产品可靠性问题。
热感知 DC 分析 用于 IC 封装和 PCB 签核的高效 DC 分析，包括电气/热协同仿真以提高准确性，迅速识别过度的 IR 压降、电流密度区域和热热点。
AC 分析 对板和 IC 封装进行彻底的 AC 频率分析，快速识别最佳去耦电容选择和放置位置，以最低成本确保满足 PDN 规格。
电源纹波分析 直接从 Sigrity X Platform 简化的电源地噪声仿真工作流程，无需复杂的 S 参数模型提取。实现稳定的时域电源完整性仿真。
Sigrity 拓扑探索器 跨多种结构探索电源拓扑。通过链接芯片、封装和板的电源端口，模拟完整的源到汇连接，提供时域视图。
MCAD 集成 无缝导入 PTC Creo, Solidworks, CATIA 等主流 MCAD 工具的复杂模型，无需简化即可分析。自动放置智能建模对象。

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