CN108733869B - 一种大规模三维集成电路分区方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大规模三维集成电路分区方法和装置。该方法首先进行均匀分区，包括：对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则对各电路层进行均匀分区，然后再次进行热导率等效处理和有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；重复以上步骤，进行第二次或更多次均匀分区，各次均匀分区的分区数量递增，直至等效热导率仿真精度达到要求。在均匀分区基础上，进行树状分区和导热通路场修正的均匀分区。本发明的集成电路分区方法大大降低了仿真计算的计算成本，三种分区方法提高了计算精度同时也减少了计算资源的消耗。

Description

一种大规模三维集成电路分区方法和装置

技术领域

本发明涉及电子信息技术和微电子领域，具体为一种大规模三维集成电路分区方法和装置。在大规模的三维集成电路热仿真过程等效热导率计算这一重要步骤中，本发明能够减少集成电路各电路层的网格数量，提供高效、准确的计算面积，以保证仿真的精确度以及计算的资源消耗。

背景技术

目前，随着电子信息技术的发展和集成电路设计、制造水平的进步，电路功能日益复杂，规模日益庞大，微处理器和IC实现了稳步的前进，展现出不断提升的性能和可靠性。这一发展轨迹由半导体制造工艺的成熟所驱动，并受晶体管持续的等比例缩小这一发展趋势支持。但是晶体管持续的等比例缩小导致互连(电路有源器件之间的连接)的延迟、噪声和功率方面的设计目标更加苛刻，一些电路层面设计方法如多层面互联架构、变线宽、屏蔽等，和架构层次的互联方案都难以同时在可靠性、设计复杂度等方面令人满意。三维集成电路成为一种在IC各器件或者功能模块间实现通信的解决方案。利用第三个维度来实现立体集成，可以让集成电路上的最长的互连长度大大缩减，可以在不减少带宽的同时极大地改善现代集成电路的互连性能。

在三维集成电路设计中一个需要考虑的基本问题是热效应，电路的功耗有望随着互连长度的显著缩短而下降，但与平面二维集成电路相比，单位面积上的器件数量更多，功率密度会大大增大。随着封装密度的显著提升、功率密度的增大，与封装散热器不相邻的平面的温度也将上升，三维集成电路各平面间剧变的热梯度将会造成性能的下降或者损耗的加速。此外，三维系统内的峰值温度可能会超过目前封装技术所能保证的热极限，因此保证低工作温度是三维集成电路的一个首要设计目标。在三维集成电路的设计阶段，对电路的热仿真是个必要的阶段，以此来得到三维集成电路的温度分布，为后续的电路设计提供可靠的依据。对三维集成电路仿真要求是在可接受的计算时间内对电路的热分布情况进行准确评估。

一个三维系统是由热性质有显著差异的不同材料和结构组成，材料包括半导体、金属、电介质和可能用于平面间键合的聚合物材料，结构包括电路块之间用于连接的TSV，布线层中错综复杂的导线，以及TSV与TSV、导线与TSV连接的微凸点。为了描述系统空间内的热传导过程，并确定稳态条件下系统内的温度T，应求解

式中k为热导率，Q为产生的热量。在集成电路中，热量由相当于热源的晶体管及器件和互连的子热效应产生，这些效应会显著提高电路温度。在三维集成电路设计流程的不同阶段，如综合、布图规划、布局、布线等，均会对电路温度和三维电路平面间热梯度产生影响，对于每个设计(候选解)，需要在整个系统空间内求解上述方程，而这所要求的建模时间和计算时间难以令人接受。

为了化解这一问题，人们采用等效热导率的方法来简化大规模三维集成电路的热仿真。三维集成电路等效热导率是将集成电路中的TSV、导线、微凸点等细小的结构所产生的热阻网络进行简化，从而得到相应的热导率。然后将新的热导率赋予相应位置的材料。从而改变了材料的热导率，也大大地减少了集成电路中的微小细节，得到的仅仅是各种不同材料的分层。从而大大减少了后续仿真过程为计算而生成的网格数量，这也减少了仿真时间。

但是，对于等效热导率的计算需要划分相应的区域进行计算。由于布线位置、密度等因素的不同，整个电路层进行等效热导率计算后得到的数据和细节仿真会有较大的误差。所以，在进行等效热导率计算之前需要为其划分计算区域。不同的分区定义了不同的电路块，从而也限制了等效热导率的计算范围。不进行分区计算会导致后续的仿真精度大大降低，过密的电路分区会导致后续仿真过程中网格数量大大增加，这会导致计算资源消耗和仿真时间大大的增加。目前还没有一个成熟的对电路进行有效、迅速和高精度的划分方法。

发明内容

为了应对三维集成电路等效热导率的计算过程中精度和效率问题，本发明提供三种三维集成电路分区方法和装置。本发明采用不同的分区算法结构，支持对大规模三维集成电路进行等效热导率的计算。对于给定的三维集成电路的几何模型、热源功率、分布和电路材料参数，本方法可以利用有限元仿真工具和脚本处理工具，在现有计算机硬件计算能力条件下，进行高效的自动化建模、计算和可视化分析。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于大规模三维集成电路等效热导率计算的分区方法，其步骤包括：

方法一：等尺寸均匀分区

1)对已有的三维集成电路进行热导率等效处理，并采用有限元仿真工具进行计算，导出仿真结果，即得到等效热导率的计算结果；

2)比较直接细节仿真计算(即不做简化，直接仿真，由于存在大量微结构会降低仿真效率，所以才会进行等效热导率处理和分区)和等效热导率的计算结果。偏差较大(判断计算结果中网格数量、温度分布、最高温度等数据，仿真前期设置目标阈值，根据阈值判断是否偏差较大，阈值大小可根据仿真电路具体情况设置)则平均划分各电路层的长和宽，使各电路层形成均匀分区(比如2×2)的电路块结构，然后再次进行热导率等效处理和有限元仿真计算，并且导出仿真结果；

3)重复步骤2)，进行第二次或更多次均匀分区，各次均匀分区的分区数量递增，直至等效热导率仿真精度达到要求。

优选地，在第一次均匀分区时，使各电路层形成2×2的电路块结构；在第二次均匀分区时，使各电路层形成3×3的电路块结构；在第三次均匀分区时，使各电路层形成4×4的电路块结构；依此类推。

本发明的均匀分区方法，在电路尺寸过大或者复杂度较高的情况下，电路分区不必从2×2开始进行分区，可以根据电路的实际情况(布线复杂度等)预置分区数量。

方法二：树状分区

1)在方法一的基础上，对各电路层进行2×2(或者其它数目的均匀分区)的划分形成各电路块；

2)对已进行2×2(或者其它数目的均匀分区)的划分的三维集成电路进行热导率等效处理，调用有限元仿真工具进行计算；

3)计算结束后，调用有限元仿真工具导出三维集成电路热分析结果，包括：各平面内温度分布、层间温差、平面内最高最低温度和平均温度等常用数据；

4)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差较大(超过设定的阈值)则根据层内温度分布计算平面内温度方差，均匀性最差(方差最大)的分区进一步分为2×2(或者其它数目的均匀分区)的电路块；

5)分区结束后，继续步骤2)-4)，直至等效热导率仿真精度达到要求。

方法三：导热通路场修正的均匀分区

1)考虑确定位置到导热通路的距离和该导热通路的有效性，计算导热通路对此位置的效果，得到导热通路场；

2)根据导热通路场，进行二值化处理；

3)绘制导热通路场的形状，然后根据二值化获得的形状生成矩形电路分区；

4)在等尺寸均匀分区方法(方法一)的每次迭代中，将基于导热通路场的分区添加到均匀分区中，作为修正项覆盖原有分区；

5)对已有的三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真工具进行计算，导出仿真结果；

6)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果。偏差较大(超过设定的阈值)则重复步骤2)-4)。

与上面方法相对应，本发明还提供一种采用上面所述方法的大规模三维集成电路分区装置，其包括：

等效热导率计算模块，负责对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

计算结果比较模块，负责比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果；

均匀分区模块，负责在直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果的偏差超过设定的阈值时，对各电路层进行均匀分区，直至等效热导率仿真精度达到要求。

进一步地，还包括树状分区模块，负责在均匀分区基础上进行树状分区，具体树状分区过程见前文对树状分区方法的描述。

进一步地，还包括导热通路场修正分区模块，负责进行导热通路场修正的均匀分区，具体分区过程见前文对导热通路场修正的均匀分区方法的描述。

本发明的有益效果是，与直接数值仿真相比较，集成电路分区方法大大降低仿真计算的计算成本，三种分区方法提高了计算精度同时也减少了计算资源的消耗。方法一作为后两种方法基础，第二种和第三种都是在均匀分区基础上衍生的分区方法，旨在提高仿真效率，降低资源消耗。上述三种分区算法以脚本形式或函数形式封装，依次对每一个三维集成电路对象执行该脚本或调用此函数，并在调用脚本或函数时指明输入输出格式、程序工作目录等参数，即可自动化、规模化进行三维集成电路分区过程。本三维集成电路分区算法对电路规模没有限制，能够实现对大规模三维集成电路的进行分区，为后续的等效热导率计算提供基础。

本发明支持多种有限元仿真软件和脚本解析软件，并能够和数值计算软件进行交互，完成热设计过程中复杂的热评估，或对多个三维集成电路热设计结果进行自动化比较、可视化展示等。

附图说明

图1是本发明实施的支持用于大规模三维集成电路等尺寸均匀分区示意图，展示了一个四层电路在不同的分区密度下的各层分区形状。

图2是本发明实施的支持用于大规模三维集成电路树状分区示意图，展示了在不同的分区密度下此四层电路根据各层电路温度方差进一步分区。

图3是经过细节仿真得到的有效导热通路场示意图，导热通路场描述的是导热效力和距离该导热通路的距离的关系。

图4是由有效导热通路场划分分区示意图。根据有效导热通路场，进行二值化处理，绘制导热通路场的形状，然后根据二值化获得的形状生成矩形电路分区。

图5是本发明实施的支持用于大规模三维集成电路导热通路场修正的均匀分区示意图。

图6是实施例中等尺寸均匀分区方法热仿真温度图。

图7是实施例中树状分区方法热仿真温度图。

图8是实施例中导热通路场修正的均匀分区方法的热仿真温度图。

图9是迭代次数的增加导致的温度差的变化图。

图10是迭代次数的增加导致的温度分布差异的变化图。

图11是迭代次数的增加导致的仿真时间的变化图。

图中，Layer1～Layer4表示第一至四层电路，Round1～Round6表示第1至6次分区；图3中三个坐标轴中，水平两个坐标轴表示的是一个三维集成电路的坐标，竖直的坐标轴表示的是电路层整个平面上各点的导热通路场；图9～图11中，Method1、Method2和Method3分别代表方法1(均匀分区)、方法2(树状分区)和方法3(导热通路场修正的均匀分区)。

具体实施方式

下文通过具体实施例，并配合附图,对本发明做详细的说明。

等尺寸均匀分区方法：图1是本发明实施的支持用于大规模三维集成电路等尺寸均匀分区示意图，展示了一个四层电路在不同的分区密度下的各层分区形状。在此四层电路中，为了增加仿真的准确度，不断地将电路的尺寸进行等分，仅仅考虑分区密度，对于电路中的其他细节并未进行分析。由图1可以看出，1×1到6×6的过程中，各电路层的分区密度不断增加。

树状分区方法：图1是对整体电路在面积上进行了等分，但是对于电路中对导热影响较大TSV和导线部分并未进行特殊的处理。为此引入图2树状分区方法，旨在通过一定规则在均匀分区基础上细分分区。在图2的树状分区方法中可以看出，在图1中1×1等尺寸均匀分区的基础上，在每个分区中计算温度方差，均匀性最差(方差最大)的分区进一步分为2×2个块，如此循环下去，直至得到要求的仿真精度。

导热通路场修正的均匀分区方法：考虑到电路中的导线和TSV对传热过程发挥了巨大作用，所以根据其位置和影响程度提出了图5中的导热通路场修正的均匀分区。首先，计算导热通路对某个位置(x，y)的效果，考虑该位置到导热通路的距离和该导热通路的有效性。电路层中的有效导热通路场在某个位置的值，可以被视为所有导热通路导热能力在该位置的叠加。因而整个场，描述了电路平面内导热能力的分布。图3描述的是各电路层(图3中(a)～(c)三张图分别对应电路层Layer1～Layer3)中的有效导热通路场。然后，根据有效导热通路场，进行二值化处理，绘制导热通路场的形状。根据二值化获得的形状生成矩形电路分区，如图4(图4中(a)～(d)四张图分别对应电路层Layer1～Layer4)。利用基于有效导热通路场作为均匀分区方法的优化，在均匀分区方法的每次迭代中，将基于有效导热通路场的分区添加到均匀分区中，作为修正项覆盖原有分区。有效导热通路场修正的4×4均匀分区下的三维电路仿真结果如图5所示，可以看到第一至第三层中均匀分区内部嵌入了新的分区。

对于特定三维集成电路，在未分区前输入的文件需要包含电路的具体信息，这些信息包括：电路的几何尺寸、电路层数、材料分布及热导率。分区过程如下：

1)将输入的三维集成电路参数文件解析。

程序调用数据读取函数对输入文件进行解析，参数包括输入文件所在目录、输入文件名和输入文件格式版本等。由此在计算机内存中存储完整的三维集成电路数据。

2)进行等尺寸均匀分区。

调用等尺寸均匀分区函数，输入参数：文件地址、文件名、分区类型、区块个数；输出参数：区块个数、区块名称；生成参数：区块位置、各区块热导率、区块功率。分区过程，根据输入的区块个数将电路平面进行平分。如图1，平分由1×1到6×6的过程中，电路的长和宽不断均分；区块个数确定后，运用等效热导率模型计算每个区块的热导率并将其与区块进行存储。

经过等尺寸均匀分区后，各参数如下：

a)'blocknum'表示区块个数；

b)'outsize'表示三维集成电路长度宽度和高度；

c)'blocknx'表示每一简化后电路区块x方向索引,'blockny'表示每一简化后电路区块y方向索引,'locknz'表示每一简化后电路区块z方向索引；

d)'blockx'表示每一简化后电路区块x坐标,'blocky'表示每一简化后电路区块y坐标,'blockz'表示每一简化后电路区块z坐标；

e)本示例中简化后的三维集成电路区块为立方体，所以'blockSizex','blockSizey','blockSizez'分别表示每一简化后电路区块的x方向长度、y方向长度、z方向长度来确定其大小和形状；

f)对于每一简化后的三维集成电路区块，按照不同材料默认将区块划分成不同层，不同层含有不同热导率、密度等参数，材料在建模过程中指定，热导率等参数会按照x，y，z方向单独表示，'kxSi','kySi','kzSi'分别表示三个方向的硅层热导率,'kxUf','kyUf','kzUf'分标表示三个方向的电路平面间介质层热导率,'kxCu','kyCu','kzCu'则分别表示三个方向的导线层热导率，'kxSiO2','kySiO2','kzSiO2'分别表示三个方向上二氧化硅层热导率；

g)'blockPower'表示该电路区块内包含的功率。

3)进行树状分区。

①进行等尺寸2×2均匀分区后，调用有限元仿真工具加入热学物理场或热学物理模型进行整个电路的热仿真。

②在上一步得到的区块中温度方差，并将其存储到内存中。

③查找各层区块中均匀性最差(方差最大)的区块，并将其进一步分为2×2个块。

④重复步骤①的过程，将得到的数据和细节仿真结果进行对比，达到设定好的误差要求则停止继续分区；若误差大于设定值则重复①②③④步骤。

4)导热通路场修正的均匀分区。

①调用CalcHPEffect函数，CalcHPEffect函数用来计算整体电路模型中所有TSV、RDL、热点组成的导热通路，将电路中所有导热通路的有效性存储在内存中。

每条有TSV、金属互连线、热点(或TSV)组成的导热通路，对散热的作用是不同的，其导热效果由该条导热通路的有效性表示。CalcHPEffect函数用于计算导热通路的有效性。

②调用GenHPField函数，计算导热通路对某个位置(x，y)的效果，考虑该位置到导热通路的距离和该导热通路的有效性。电路层中的有效导热通路密度场在某个位置的值，可以被视为所有导热通路导热能力在该位置的叠加。如图3，整个场描述了电路平面内垂直导热能力的分布。

GenHPField函数公式：

其中，HPField是指导热通路密度场；Aura_i(x,y)是导热通路效应场；x和y分别表示层中的x和y坐标位置；H是指电路层中导热通路的数量，HP_i.effectiveness是指第i个导热通路的有效性，为线长lrdl的函数。

③根据有效导热通路场，对其进行二值化处理，绘制导热通路场的形状如图4。然后基于二值化过程生成的通路场形状，将其区域划分成矩形电路分区。在等尺寸均匀分区的每次迭代后，将基于有效导热通路场的分区添加到等尺寸均匀分区中，作为修正项覆盖重叠的均匀分区。

本分区方法用于大规模三维集成电路简化，简化后得到的电路信息文件，可以为后续的的有限元热仿真热提供参考。经过简化后三维集成电路层由区块构成，区块的形状、位置、所在层数、材料热导率、区块内部层次划分、简化后区块功率大小等数据输出为一个二进制文件并存放于mat目录下。

以上三维集成电路热设计方法，同时具有很好的扩展性，可根据实际需要对计算得出的数据进行处理，处理结果可以通过两种方法进行导出：调用有限元仿真软件的绘图接口，和调用数值计算软件的绘图函数。数据处理灵活方面，可视化程度高。

以上用于大规模三维集成电路分区方法，能够支持任意大规模集成电路作为输入。区块划分越详细，后续的有限元仿真结果越接近真实电路，同时所需计算资源和时间也越多。该分区方法能够最大限度地将复杂电路的内部结构转化成区块，这为后续的仿真节省了大量的网格数量，在仿真时间、存储需求和仿真准确性、电路细节数量两者之间做出平衡。通过分区，可以最大限度地利用计算资源得到最优化的三维集成电路几何结构，可以对大规模的三维集成电路有限元仿真提供评估和指导。

图6～图8示意了三种分区方法的热仿真温度图，其中图6是均匀分区方法热仿真温度图，图7是树状分区方法热仿真温度图，图8是导热通路场修正的均匀分区方法的热仿真温度图。图6～图8中的数值表示的是三种分区方法对于各电路层(Layer 1、2、3、4)在不同的迭代次数下各层电路的温度分布图，纵坐标表示的是温度。

与直接数值模拟模型相比，采用温差对三种分区方法的温度精度进行了评估。较低的温差表明模拟的结果更可信。图9是随着迭代次数的增加导致的温度差的变化图。在该图中，随着迭代次数的增加，温度差减小，这表明随着块数的增加，仿真精度提高。在第二次迭代中，方法1的温度差异小于其他方法。为了达到相似的结果，方法1和方法2相应地需要3和6次迭代。

仅仅依靠绝对温度差是不够的。为了描述特定电路层的温度分布之间的差异，温度分布差异是必需的。如图10所示，方法3的温度分布差异在3次迭代下低于0.01，但方法2稳定在0.015。

除了温度差和温度分布差异之外，模拟时间也非常重要。较短的仿真时间为大型电路提供了更高效的仿真过程。如图11所示，迭代次数越多，产生的块越多，仿真时间就越长。如该图所示，方法1需要最多的仿真时间，并且仿真时间过长将近7个小时，以至于无法模拟更多TSV的较大电路。方法2和3需要1.5小时，极大地提高了仿真效率。

本发明另一实施例提供一种采用上面所述方法的大规模三维集成电路分区装置，其包括：

等效热导率计算模块，负责对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

计算结果比较模块，负责比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果；

均匀分区模块，负责在直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果的偏差超过设定的阈值时，对各电路层进行均匀分区，直至等效热导率仿真精度达到要求。

进一步地，上述装置还包括树状分区模块，负责在均匀分区基础上进行树状分区，具体树状分区过程见前文对树状分区方法的描述。

进一步地，上述装置还包括导热通路场修正分区模块，负责进行导热通路场修正的均匀分区，具体分区过程见前文对导热通路场修正的均匀分区方法的描述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求所述为准。

Claims (6)

1.一种大规模三维集成电路分区方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

2)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则对各电路层进行均匀分区，然后再次进行热导率等效处理和有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

3)重复步骤2)，进行第二次或更多次均匀分区，各次均匀分区的分区数量递增，直至等效热导率仿真精度达到要求；

在均匀分区基础上进行树状分区，包括以下步骤：

a1)平均划分各电路层，使各电路层形成均匀分区的电路块结构；

a2)对已均匀分区的电路块结构的三维集成电路进行热导率等效处理，并调用有限元仿真工具进行计算，得到等效热导率的计算结果；

a3)调用有限元仿真工具导出三维集成电路热分析结果；

a4)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则根据三维集成电路热分析结果计算平面内温度方差，将方差最大的分区进一步分为均匀分区的电路块；

a5)继续步骤a2)至a4)，直至等效热导率仿真精度达到要求；

或者，在均匀分区基础上进行导热通路场修正的均匀分区，包括以下步骤：

b1)根据确定位置到导热通路的距离和导热通路的有效性，计算导热通路场；

b2)根据导热通路场，进行二值化处理；

b3)绘制导热通路场的形状，然后根据二值化获得的形状生成矩形电路分区；

b4)在等尺寸均匀分区的每次迭代中，将步骤b3)生成的矩形电路分区添加到均匀分区中，作为修正项覆盖原有均匀分区；

b5)对已有的三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

b6)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则重复步骤b2)至b4)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各次均匀分区的分区数量递增，其递增的方式是：在第一次均匀分区时，使各电路层形成2×2的电路块结构；在第二次均匀分区时，使各电路层形成3×3的电路块结构；在第三次均匀分区时，使各电路层形成4×4的电路块结构；依此类推。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维集成电路热分析结果包括：各平面内温度分布、层间温差、平面内最高最低温度和平均温度。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，将分区方法以脚本形式或函数形式封装，依次对每一个三维集成电路对象执行该脚本或调用此函数，以实现自动化、规模化地三维集成电路分区过程。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，经过分区后的三维集成电路层由区块构成，区块的形状、位置、所在层数、材料热导率、区块内部层次划分、简化后区块功率大小输出为一个二进制文件；将分区后的处理结果通过两种方法进行导出：调用有限元仿真软件的绘图接口，和调用数值计算软件的绘图函数。

6.一种采用权利要求1所述方法的大规模三维集成电路分区装置，其特征在于，包括：

等效热导率计算模块，负责对三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

计算结果比较模块，负责比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果；

均匀分区模块，负责在直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果的偏差超过设定的阈值时，对各电路层进行均匀分区，直至等效热导率仿真精度达到要求；

所述大规模三维集成电路分区装置还包括树状分区模块或导热通路场修正分区模块；

所述树状分区模块负责在均匀分区基础上进行树状分区，所述树状分区的过程包括：

a1)平均划分各电路层，使各电路层形成均匀分区的电路块结构；

a2)对已均匀分区的电路块结构的三维集成电路进行热导率等效处理，并调用有限元仿真工具进行计算，得到等效热导率的计算结果；

a3)调用有限元仿真工具导出三维集成电路热分析结果；

a4)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则根据三维集成电路热分析结果计算平面内温度方差，将方差最大的分区进一步分为均匀分区的电路块；

a5)继续步骤a2)至a4)，直至等效热导率仿真精度达到要求；

所述导热通路场修正分区模块负责进行导热通路场修正的均匀分区，所述导热通路场修正的均匀分区的过程包括：

b1)根据确定位置到导热通路的距离和导热通路的有效性，计算导热通路场；

b2)根据导热通路场，进行二值化处理；

b3)绘制导热通路场的形状，然后根据二值化获得的形状生成矩形电路分区；

b4)在等尺寸均匀分区的每次迭代中，将步骤b3)生成的矩形电路分区添加到均匀分区中，作为修正项覆盖原有均匀分区；

b5)对已有的三维集成电路进行热导率等效处理，并进行有限元仿真计算，得到等效热导率的计算结果；

b6)比较直接细节仿真计算和等效热导率的计算结果，偏差超过设定的阈值则重复步骤b2)至b4)。

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