台積電為何認為模擬系統對其AI與先進封裝技術至關重要? | 數位時代

台積電重視模擬系統的原因

台積電認為模擬系統對其AI與先進封裝技術至關重要,原因在於AI應用推升了先進製程與先進封裝技術,使得晶片設計不再只是微米級的工程挑戰,而是跨越電、光、熱、應力等多重物理場的全面考驗。台積電資深專案經理顧詩章指出,由於先進封裝結構日益複雜,如CoWoS技術需要將邏輯晶片、記憶體封裝在同一個中介層上,這導致細部設計與參數安排變得更加困難,因此必須依賴精確且高效的模擬系統。

模擬系統在晶片設計中的作用

模擬系統在晶片設計中扮演多重角色。首先,它能在設計前、中、後提供協助,幫助團隊在成本可控的條件下選擇最佳材料與結構。其次,模擬系統能夠刺激想像力,啟發更多創新構想。Ansys 臺灣技術總監魏培森補充說,模擬系統能有效降低客戶的試錯成本,應對複雜挑戰並加快上市時程。台積電去年單一部門就使用Ansys進行超過一萬次模擬,可見其對模擬系統的依賴程度。

跨尺度與多物理場的設計挑戰

3D IC的設計流程涉及跨尺度(Multi-Scale)與多物理場(Multiphysics)的多重挑戰。跨尺度方面,設計需要顧及微米級的RDL(重布線層)到毫米級的封裝,尺寸跨度極大。多物理場方面,幾何面、材料面、狀態面都需同時考量,例如蹺曲、材料塑性、不同製程步驟的結構變化等,並且晶片內部的電、光、熱、應力等都會互相影響。Ansys技術長奈爾(Jayraj Nair)補充,各層之間的互連影響整體效能,因此需要更全面的模擬分析。


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