调查和预测早期的电气性能，以推动封装的开发和选择。
基思·费尔顿、克里斯蒂娜·索玛著
随着汽车行业电子产品(如自动驾驶、电动汽车和安全系统)的大规模增长，半导体的复杂性、功能和体积正在迅速增加对更大封装连接密度的需求。
这导致了高端ic封装解决方案，例如用于倒装芯片应用的极细螺距铜柱碰撞。此外，使用复杂配置的封装内硅集成的趋势，以及通过增加金属层数量来改善衬底堆叠以满足性能规范的要求，使得配置和系统迭代更加复杂。
在这种情况下，设计方法必须包括深入的评估，从早期的可行性分析开始，以调查和预测早期的电气性能，以推动封装的开发、选择和技术。
如今，先进的驾驶辅助系统(ADAS)在市场上几乎所有新车中都得到了广泛应用，而且其功能水平也在不断提高，需要更高的半导体集成度、性能和带宽，同时生产更小的整体设备尺寸。图1显示了汽车应用程序的碰撞演化示例。
图1:汽车应用的碰撞演变。
对包装设计的影响是相当大的，包括但不限于表中所示的设计趋势。
为了支持汽车产品开发，包装设计流程必须在下面描述的三个宏观阶段中都有良好的结构。
这里的重点是设计规则识别、实现技术、成本优化和设计策略验证。在此阶段，设计团队通过原型设计和规划封装尺寸、设计技术和基板堆叠定义进行探索。具体的研究领域包括凹凸和出球定义、突破策略和初步连接分配、确保规格一致性的创新技术，以及详细性能和成本估算的试验或初步实施。
这一阶段主要关注物理设计、调试和优化。主要活动围绕衬底路由最终确定和优化、可制造性准备、关键接口的早期评估以及特定电源需求的建模和优化(如核心电源直流下降)，为最终确定阶段的设计做好准备，并减少总体验证周期时间。
在最后一个阶段，重点是电气/热性能和可制造性验证。活动包括信号完整性和电源完整性目标值的比较，系统级电源完整性分析，最终制造验证和签收，以及最后的胶带移交给制造。
所有这三个设计阶段都对系统级的协同设计、协同仿真和协同优化有基本的依赖关系，在这种情况下，这意味着在整个设备组装级。为了支持汽车高端设计的这种方法，必须从组件级过渡到系统级，其中包括模具、封装和系统PCB。系统级方法通过使用协同设计和联合仿真技术来优化系统连通性和性能。
在一个健壮的协同设计流程中，随着设计的发展，复杂设备数据的处理由一个高效的自动化解决方案支持，允许更灵活的可行性分析。评估的关键是能够将原型工具集成到当前的包设计流程中，以促进设计团队之间的沟通。它需要在数据管理方面具有灵活性，并允许设计师从头开始创建设备或组件，以灵活地处理复杂的碰撞和球的pitch和位置。它还应该提供路由优化和优化功能，以支持快速连接更新和在当前或下一个设计上重用任何规范。其他评估“最好拥有”包括对系统方法的支持以及与支持双向路由优化的布局工具的紧密集成。
ST对西门子Xpedition基板集成器(xSI)进行了评估，发现它可以解决他们的早期问题，并为他们的协同设计需求提供解决方案。此外，xSI允许设计人员快速创建和评估凹凸图案场景，并提供从芯片到封装再到系统pcb的整个系统级连接的计划、管理、优化和可视化功能。
图2:典型的汽车异质包总成。
xSI允许构建和管理异构包的系统网络列表，以多种格式聚合来自多个来源的数据，以及从单一环境中可视化和交互所有互连级别。它提供了完整包程序集的层次结构，并逐步处理多个部件，包括部件的重用。
基于高速接口连接规划优化和多节距碰撞评估，xSI提供:
基于这些原因，意法半导体位于意大利阿格拉特的后端制造技术研发部门选择xSI来支持他们下一个高端汽车协同设计项目的连接优化。
在西门子EDA白皮书“异构汽车包装设计的方法和过程”中，我们分享了更多关于此解决方案的信息，以及我们采用该解决方案的原因，包括最佳设计实践和评估测试用例。在此下载关于如何在今天开始设计明天的异构汽车包装设计的更多见解。
Keith Felton是西门子EDA高密度先进包装的产品营销经理。
Cristina Somma是意法半导体封装开发高级工程师。
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