3D視覺化是未來晶片設計的關鍵

在本週的設計自動化大會上，Ansys展示了NVIDIA Omniverse和Modulus如何革新模擬工作流程，為晶片設計的未來提供了新的見解。

介紹3D-IC
三維積體電路（3D-IC）代表了半導體設計的突破性進展。透過垂直堆疊晶片，製造商可以創建一個緊湊的結構，在不增加功耗的情況下顯著提高效能。然而，這種增加的密度帶來了複雜的挑戰，特別是在管理電磁和熱應力方面。為了解決這些問題，先進的3D多物理視覺化在設計和診斷過程中變得至關重要。

Ansys和NVIDIA的合作
在設計自動化大會上，一項展示晶片和系統最新發展的全球性活動中，以工程模擬和3D設計軟體著稱的Ansys將展示他們如何利用NVIDIA技術來應對這些挑戰，並建立下一代半導體系統。

利用NVIDIA Omniverse增強視覺化
為了方便3D模擬結果的視覺化，Ansys使用了NVIDIA Omniverse，這是一個包含API、軟體開發工具包和服務的綜合平台。該平台使開發人員能夠輕鬆地將通用場景描述（OpenUSD）和NVIDIA RTX渲染技術整合到現有的軟體工具和模擬工作流程中。透過這樣做，Omniverse為Ansys求解器的3D-IC結果提供視覺化，使工程師能夠評估電磁場和溫度變化等現象，從而優化晶片設計，提高處理速度、功能和可靠性。

透過整合在NVIDIA Omniverse平台上的Ansys Icepak，工程師可以根據不同的功率設定檔和佈局來模擬晶片的溫度。這有助於識別晶片的熱點，從而改進晶片設計和輔助冷卻設備。然而，這些3D-IC模擬計算密集，通常限制了使用者可以探索的模擬次數和設計點。

使用NVIDIA Modulus加速工作流程
為了克服這些限制，Ansys正在探索使用NVIDIA Modulus開發的基於AI的替代模型來加速模擬工作流程。 Modulus是一個開源AI框架，旨在使用簡單的Python介面建構、訓練和微調物理-ML模型。透過使用NVIDIA Modulus傅立葉神經算符（FNO）架構，該架構對偏微分方程的解進行參數化，Ansys研究人員創建了一個AI替代模型，能夠有效地預測任何功率配置文件和佈局的溫度分佈。該模型以顯著降低的運算成本提供近實時的結果，使Ansys用戶能夠探索更廣泛的新晶片設計空間。

未來的整合和增強能力
在成功的概念驗證之後，Ansys計劃使用NVIDIA Modulus將這些AI替代模型整合到其下一代RedHawk-SC平台中。隨著更多替代模型的發展，Ansys計劃透過現場微調提高模型的通用性和準確性。這將使RedHawk-SC用戶受益於更快的模擬工作流程、更廣泛的設計空間以及使用自己的資料微調模型的能力，從而在產品開發中促進創新和安全。

設計自動化大會上的聯合演示
若要觀看使用NVIDIA Omniverse API的3D-IC多物理視覺化聯合演示，請造訪位於舊金山的設計自動化大會1308號展位的Ansys，或在6月23日至27日的展覽論壇觀看演示。

結論
Ansys和NVIDIA之間的合作強調了3D視覺化在未來半導體設計中的關鍵作用。透過利用先進的AI和視覺化技術，這些公司正在為更有效率、更可靠和更具創新性的晶片設計鋪平道路，解決了日益密集的3D-IC帶來的複雜挑戰。這種合作不僅提升了目前的能力，也為半導體工程領域的持續進步奠定了基礎。