在本篇文章中，我将为大家介绍一种新颖的降阶建模方法，该方法为电子供应链中的封装热模型交换提供显著的价值。嵌入式BCI-ROM技术能够创建准确的IC封装降阶热模型，用于三维CFD电子冷却仿真研究。嵌入式BCI-ROM几乎和详细热模型一样准确，更关键的是，封装器件的所有内部构造细节（尺寸和材料）均不可见，因此无法通过逆向工程获取到。嵌入式BCI-ROM技术是最新发布的Simcenter Flotherm 2310版本的新功能。请继续阅读，您将了解工程师所面临的热挑战、我们的解决方案、功能演示以及封装热建模准确性的对比。
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其中影响因素包括：
–诸如2.5D、3DIC、基于芯片组的设计等现代封装架构面临着复杂的热管理挑战，需要三维热仿真的解决方案。
–在将封装集成到电子产品和系统中时，需进行合适精度的三维热分析，这一点至关重要，尤其是在现代封装复杂性和功率密度增加的情况下。
在热建模方面存在以下挑战：
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在许多情况下，需要考虑功率变化的瞬态建模，以评估操作场景。
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用于三维分析的全面详细热模型中包含了封装内部的物理几何形状和材料特性，这些是知识产权（IP）敏感的。
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标准化的紧凑热模型（CTMs），如双热阻模型和DELPHI模型，不支持瞬态仿真或多个热源。
HDAP封装的详细三维模型，显示了内部几何形状和瞬态仿真中随时间变化的表面温度
模型数据交换的障碍、应变方法和热分析的准确性风险：
在电子供应链中，知识产权（IP）保护和法律上的顾虑阻碍了热模型的交换。半导体原始设备制造商有时会依赖保密协议来与其主要客户分享详细的热模型，但这种做法在有大量客户时不一定全部适用，并且无法防止知识产权意外泄露。许多公司根本不愿意分享详细模型。
在分析过程中，有很大比例的情况下，负责系统中封装建模的热设计工程师很难在有限的项目时间内获得准确的三维封装热模型。他们或许会请求从原始设备制造商提供详细的热模型，采用简化的建模方法，或者根据自己获得的有限信息来创建详细热模型或紧凑热模型。这将导致项目延误，并且常常带来准确性风险。缺乏准确性要么导致设计过度，带来更高的成本，要么造成设计不足，带来可靠性风险。
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嵌入式BCI-ROM技术,即嵌入式独立于边界条件的降阶模型。
嵌入式BCI-ROM技术中的BCI部分意味着它可以在任何热环境中使用，这在考虑到将封装热模型集成到不同系统中时是有利的。如果一个模型可以准确地预测空间和时间上温度，而不受其所处的热环境的影响，那么它是独立于边界条件的。它在自然对流、强制对流、有无散热器等情况下都能正确地运行。
BCI-ROM技术是由意大利米兰理工大学（Politecnico di Milano）的Lorenzo Codecasa教授开创的集成电路新型热分析模拟工具（FANTASTIC）方法的延伸。
这种方法有几个宝贵的特征：
1）FANTASTIC方法从数学上确保了精度。提取嵌入式BCI-ROM过程中，用户可以设置所需的精度，作为可接受的相对误差。用户在提取模型时还可以设置热传递系数（HTC）范围。
2）保证时间和空间上的精度，为瞬态应用提供全面支持。
3）该方法支持任意数量的热源，为具有多个芯片的现代封装架构提供了全面支持，以及包含单个芯片上的多个功耗区域的高保真建模方法。
新的嵌入式BCI-ROM技术是一种基于BCI-ROM方法的三维分析的降阶模型，在生成过程中分配了额外的细节，并进行了计算，将详细热模型中的上千个对象减少到单个的三维智能部件对象。
嵌入式BCI-ROM以单个Simcenter Flotherm智能部件的形式导入到三维CFD热分析中。智能部件的表面与固体物体（安装在上面的电路板或散热器）、周围气流以及热辐射环境相互作用。根据嵌入式BCI-ROM的配置，可在三维热分析中为任何热源设置功率，并且在嵌入式BCI-ROM提取过程中，可以在表格或图表上查看表面温度和作为探针设置的关键内部位置的热结果。重要的是，封装内部的三维几何形状和结果是不可见的，也不可能通过逆向工程获取到。
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半导体原始设备制造商和封装提供商现在可以向其客户提供准确的3D热分析模型，无需担心泄露敏感IP，而且该模型可用于三维瞬态热分析，并支持多热源复杂封装类型。这消除了IP保护方面的顾虑。随着嵌入式BCI-ROM的日益普及，这也为工程师提供了一个准确的解决方案，他们不用再基于有限的信息，花费大量时间开发自己的CTM或详细模型，从而缩短了他们的工作流程。从逻辑上讲，通过使用嵌入式BCI-ROM进行封装热模型，可以提升三维系统级热建模的准确性，从而使电子产品更可靠，缩短设计周期。
下面是依据4个标准，对封装热建模可用选项进行的比较和评估。
只有嵌入式BCI-ROM模型全部满足这四个标准，能够在安全传输的形式下进行三维热分析。
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