AI时代，Simdroid-EC解锁存储芯片热管理创新范式

在数字化浪潮与AI技术的双重驱动下，全球数据量呈爆炸式增长。存储芯片作为AI大模型、云计算及数据中心等应用场景中数据传输的核心载体，面临前所未有的散热压力。以DeepSeek为例，其每秒处理万亿级参数时，存储芯片需持续进行海量数据的高密度读写，功耗激增导致温度飙升——这不仅显著增加了能耗成本，更可能引发芯片性能衰减、寿命缩短，甚至带来数据丢失、系统崩溃等灾难性后果。

面对高密度、高速度（如3D NAND、HBM等先进架构）存储产品的散热挑战，先进的仿真工具成为破解这一难题的关键。云道智造自主研发的伏图-电子散热模块（Simdroid-EC），能够精准模拟存储芯片/模块在不同工况下的温度分布情况，有效监控产品关键位置的温度，为工程师提供有针对性的散热方案优化依据，确保存储产品能够稳定可靠地运行。

Simdroid-EC是基于伏图（Simdroid）平台开发的针对电子元器件、设备等散热的专用热仿真模块，提供传热分析、流场分析以及稳态&瞬态分析功能，能够进行自然冷却、强迫冷却及混合冷却分析，同时具备变化功耗和变化环境的瞬态分析能力，适用于芯片产品的热仿真评估。

本案例展示了Simdroid-EC在某储存产品散热仿真方面的应用亮点。

一、CAD模型导入

通过Simdroid-EC导入接口，可以直接导入外壳（.stp格式）模型文件，配合软件内置的智能元件转换与建模功能，利用体素化技术对几何模型进行打散处理，将CAD体打散成软件智能元件。另外，软件提供三种不同的颜色渲染形式：材料颜色、类型颜色和自定义颜色，用户可在三者之间自由切换。

图 1 导入3D几何及模型体素化后

二、ODB++文件导入

Simdroid-EC具备良好的EDA接口，可导入ODB++文件，解析导电层和结缘层，同时支持图片替代走线、打孔等功能，满足不同优化场景的建模需求。计算时会考虑布线过孔的各向异性导热率，以提高PCB板热仿真的精度。同时，利用丰富的对齐功能，将不同元件/模块按位置进行装配。

图 2 导入ODB++文件及模型对齐

三、PowerMap文件导入

Simdroid-EC支持非均匀功耗的定义。本案例建立控制芯片的详细模型时，可导入PowerMap文件，自动解析面热源的名称、位置、大小和功耗值。

图 3 导入PowerMap文件

四、高效网格控制

本案例采用区域网格剖分方式，网格设置依次从局部元件（如die、TIM）到系统（如详细芯片的装配体、体积区域）再到全局求解域进行控制，利用网格投影（快捷键D）和X/Y/Z视图切换，快速调整网格长宽比和网格数量。如下图所示，建议将最大长宽比网格的数值控制在200以内。

图 4 网格参数设置

五、快捷的求解计算

Simdroid-EC为用户提供高精度的求解器，其收敛性强，计算速度快。用户可通过工具栏调出结果曲线窗口，该窗口主要用于监控参数残差值（温度、速度、压力）和参数值随迭代计算的变化，从而判断仿真项目求解是否收敛。本案例中，观察到求解器在160步左右残差曲线达到1，同时温度监控点的收敛曲线趋于稳定，可判断该模型已收敛。

图 5 求解器快速计算收敛

六、丰富后处理结果

切换至Simdroid-EC结果后处理界面，图6-9展示了求解域内存储芯片的切面云图、表面云图和流线渲染效果，利用查找功能快速查看关键器件及监控点的温度数据（图10所示）。存储芯片在外部风速0.79m/s情况下，根据结果数据表可查看关键器件的最高温度为89.83℃，且所有器件温度均在安全阈值内，满足热设计需求。同时，整个模型还有一定优化空间，如TIM材料选型、改变关键器件位置和PCB填铜等。

此外，Simdroid-EC还支持等值面、直线、动画等多种可视化功能，支持多选云图、标签等批量操作，快速实现丰富结果的输出。

图 6 强迫风冷下的切面温度云图及速度矢量图

上述算例中，客户对Simdroid-EC与某商业软件进行了精度对比，结果如下，所有监控点与商软间的温度误差均在±1℃以内。

图 11 Simdroid-EC与某商软之间的精度对比

Simdroid-EC能够帮助工程师快速评估存储芯片热设计风险，分析和优化其散热问题。随着存储技术的不断发展，Simdroid-EC将在储存领域得到更广泛、更深入的应用，为SSD行业提供高质量的热设计方案，推动存储技术向更高性能、更可靠的方向发展。

可登陆Simapps网站，申请试用仿真工具Simdroid-EC。