(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111482052.3 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第十三研究 所 地址 050051 河北省石家庄市合作路1 13号 (72)发明人 郜佳佳　王绍东　李江波　 (74)专利代理 机构 石家庄国为知识产权事务所 13120 代理人 彭竞驰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 芯片级热 特性分析方法、 装置及终端设备 (57)摘要 本申请适用于功 率芯片技术领域， 提供了芯 片级热特性分析方法、 装置及终端设备， 该芯片 级热特性分析方法包括： 获取芯片 的参数， 计算 芯片单个功率管的温升； 根据芯片的参数和芯片 单个中心热源的温升， 得到芯片中功率管的热量 分布； 基于功率管的热量分布， 进行内部热量再 分配， 得到功率管的结温； 根据 功率管的结温， 迭 代计算功率管的衬底热导率， 直至功率管的衬底 热导率偏 差满足输出要求。 本申请在设计阶段输 入芯片的尺寸、 装配等设计信息， 即可 实现结温、 热阻、 瞬态结温等热学参数的预测， 通过验证， 结 温预测误差在10％以内， 避免了流片 →测试→修 正这一迭代过程， 缩短了研发周期， 显著提高了 设计效率。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114154334 A 2022.03.08 CN 114154334 A 1.一种芯片级热 特性分析 方法， 其特 征在于， 包括： 获取芯片的参数， 计算所述芯片单个中心热源的温升， 所述参数包括所述芯片的结构 参数、 装配信息和热源面积比； 根据所述芯片的参数和所述芯片单个中心热源的温升， 得到所述芯片中功率管的热量 分布； 基于所述功率管的热量分布， 进行内部热量再分配， 得到所述功率管的结温； 根据所述功率管的结温， 迭代计算所述功率管的衬底热导率， 直至所述功率管的衬底 热导率偏差满足输出要求。 2.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法， 其特征在于， 所述计算所述芯片单个中 心热源的温升， 包括： 根据扩散热阻理论， 通过 计算所述芯片的单个中心热源的温升； 其 中， Φc为所述芯片的热阻的无量纲参数， λ为所述芯片的热源面积比， τ为所述芯片的热沉 厚长比， Bi为所述芯片的固体内部传热与外 部散热关系的无量纲参数。 3.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法， 其特征在于， 所述芯片的参数包括所述 芯片的发热功率管 的具体位置、 个数及 间距， 所述根据所述芯片的参数和所述芯片单个中 心热源的温升， 得到所述芯片中功率管的热量分布， 包括： 根据所述芯片的发热功率管的具体位置和所述芯片单个中心热源的温升， 通过数值仿 真得到所述单个功率管处于不同位置时的过余温度曲线， 获取所述功率管的位置矫正系 数； 根据所述芯片的发热功率管个数及间距， 建立单一中心热源的仿真模型， 获取所述功 率管不同位置的耦合系 数矩阵， 将所述位置矫正系 数和所述耦合系 数结合， 得到所述功率 管的热量分布。 4.如权利要求3所述的芯片级热特性分析方法， 其特征在于， 所述建立单一中心热源的 仿真模型， 包括： 通过数值仿真得到所述单一功率管在所述芯片中心的过余温度曲线； 对所述过余温度曲线 进行处理， 得到所述单一功率管耦合系数的表达式； 代入所述功率管在芯片中的位置坐标， 得到所述不同位置的功率管的耦合系数， 基于 叠加原理得到所述耦合系数矩阵。 5.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法， 其特征在于， 所述进行内部热量再分 配， 得到所述功率管的结温， 包括： 通过加窗方式获得 所述功率管中发热沟道的温度； 其中， 所述加窗方式为保证温升在所述功率管面积内的积分一致， 根据所述功率管的 热量分布、 功率管的面积和所述芯片中发热沟道的面积， 得到所述芯片中发热沟道的温度； 所述发热沟道的温度为芯片内温度最高点， 记为结温。 6.如权利要求1所述的芯片级热特性分析方法， 其特征在于， 所述迭代计算所述功率管 的衬底热导 率， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114154334 A 2基于衬底热导率随温度升高呈指数下降的关系， 计算所述芯片在预设温度下的SiC热 导率； 将所述结温θj代入公式KSiC＝390×( θ/293)‑1.49， 得到所述结温对应的所述衬底热导 率； 对所述衬底热导率与 前一次计算得到的衬底热导率的偏差进行判断， 若所述偏差满足 输出要求， 则停止迭代计算， 并输出这 一时刻的所述芯片的相应参数； 若所述偏差不满足输出要求， 则继续迭代运算， 直至所述偏差满足输出要求， 并输出此 时所述芯片的相应参数。 7.如权利要求6所述的芯片级热特性分析方法， 其特征在于， 所述芯片的相应参数包括 计算时间、 结温、 热阻以及脉冲条件下的瞬态结温。 8.一种芯片级热 特性分析装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取芯片的参数， 计算所述芯片单个 中心热源的温升， 所述参数包括所 述芯片的结构参数、 装配信息和热源面积比； 解析计算模块， 用于根据所述芯片的参数， 得到所述芯片中功率管的热量分布； 再分配模块， 用于基于所述功率管的热量分布， 进行内部热量再分配， 得到所述功率管 的结温； 迭代计算模块， 用于根据 所述功率管的平均温升， 迭代计算所述功率管的衬底热导率， 直至所述功率管的衬底热导 率偏差符合标准。 9.一种终端设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上 运行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7 任一项所述的方法。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114154334 A 3