發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明是有關(guān)一種方法，特別是用以判定用來冷卻一半導(dǎo)體裝置的一可制造冷卻結(jié)構(gòu)的一計(jì)算機(jī)可執(zhí)行方法、有關(guān)一半導(dǎo)體裝置以及有關(guān)一電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具。

背景技術(shù)：

1、發(fā)明背景

2、自從2000年代初期，半導(dǎo)體制造的每一連續(xù)節(jié)點(diǎn)尺寸已造成每一單位區(qū)域產(chǎn)生的熱能增加。當(dāng)一半導(dǎo)體裝置過熱典型會(huì)負(fù)面影響裝置效能、效率及可靠性時(shí)，擷取該熱能是必須的：高溫導(dǎo)致漏電流增加，其造成功率損失、由于自熱劣化的表面電阻增加；較高的裝置溫度及溫度擺動(dòng)會(huì)與失效前的平均時(shí)間下降有直接相關(guān)。除了硅邏輯裝置，諸如中央處理單元(cpu)、圖形處理單元(gpu)、張量處理單元(tpu)、場可程序門陣列(fpga)以及其他特殊應(yīng)用集成電路(asic)外，上升的熱通量及其效能及可靠性的負(fù)面影響的趨勢(shì)亦可針對(duì)硅及其他半導(dǎo)體，諸如砷化鎵、碳化硅、氮化鎵、等等上的功率電子元件、光電及射頻電子元件來保持。

3、由于上升的熱通量，擷取該熱能變得更具挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)端冷卻范例需要納米尺寸熱點(diǎn)中產(chǎn)生的熱能來行經(jīng)一半導(dǎo)體晶粒、之后在其最終達(dá)到一熱槽之前經(jīng)過封裝層及熱界面。該熱源及該熱槽間的一大距離會(huì)導(dǎo)致熱阻增加。其次，所有該等層及界面會(huì)對(duì)熱移轉(zhuǎn)導(dǎo)入一屏障，其會(huì)導(dǎo)入額外的熱阻。結(jié)果是，該半導(dǎo)體裝置的熱點(diǎn)及該熱槽之間出現(xiàn)一大溫差。

4、微標(biāo)度流體冷卻是從半導(dǎo)體裝置擷取高度集中熱能的一著名的技術(shù)。微標(biāo)度特征可受益于一高表面與體積比，其可改善對(duì)流熱移轉(zhuǎn)。其次，微標(biāo)度流體冷卻通常于一層流規(guī)范中操作。該層流規(guī)范中的完全開發(fā)流動(dòng)是以一固定的那塞特(nusselt)數(shù)為特征。結(jié)果是，由于減少的特征尺寸，一固定的那塞特?cái)?shù)將造成一增加的熱移轉(zhuǎn)系數(shù)。組合該等特征使得微標(biāo)度流體冷卻可于1千瓦/平方厘米的熱通量上擷取，同時(shí)維持溫度上升低于60k。

5、相較于傳統(tǒng)空氣及流體冷卻技術(shù)，微標(biāo)度流體冷卻的高熱擷取的能力可使高熱通量從該半導(dǎo)體裝置的覆蓋區(qū)中擷取。此可消除將該熱能擴(kuò)展至較大表面區(qū)域的需求；反而是，一微流體熱槽可具有與該硅晶片相同的尺寸。此外，該冷卻結(jié)構(gòu)可直接整合于該半導(dǎo)體裝置中，來消除由于該熱源及熱槽間的層及界面的不良熱移轉(zhuǎn)。此所謂直接冷卻方法已被廣泛研究數(shù)十年。

6、然而，盡管微流體冷卻的該高熱擷取能力，但壓降通常是一考量因素。較小特征能夠有較高的熱移轉(zhuǎn)，但造成一高壓降。此效應(yīng)針對(duì)大區(qū)域晶片特別明顯。若該水阻變得太高，則該最大流率將被限制，造成一高冷卻劑溫度上升。因此，一最大壓降的限制下，最佳化該冷卻設(shè)計(jì)來最小化該晶片的熱點(diǎn)溫度，會(huì)是個(gè)具挑戰(zhàn)性的問題。

7、目前方法通常依靠參數(shù)最佳化：使用一正規(guī)的散熱片、接腳、通道結(jié)構(gòu)或外型可由參數(shù)，諸如寬度、半徑、間隔、直徑、等等來定義的其他的重復(fù)結(jié)構(gòu)。最佳化該等參數(shù)來最大化熱移轉(zhuǎn)及最小化壓降是一經(jīng)充分研究的問題且存有許多解答。

8、然而，大多數(shù)該等參數(shù)最佳化方法假設(shè)一均勻的熱通量，其中一實(shí)際半導(dǎo)體具有一相當(dāng)不均勻的熱通量。使用該參數(shù)最佳化方法無法輕易適合于該類問題，因?yàn)榇瞬辉试S可能有助益的區(qū)域中的通道的分支及合并。然而，盡管該類結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)，但最佳化其設(shè)計(jì)仍充滿挑戰(zhàn)。即使對(duì)熟于此技的設(shè)計(jì)師而言，基于嘗試錯(cuò)誤來設(shè)計(jì)該類結(jié)構(gòu)是一相當(dāng)耗時(shí)的程序。因此需要超越一參數(shù)化外型的限制下可動(dòng)態(tài)修改一冷卻通道的布局的一平臺(tái)。

9、本發(fā)明的一目的是至少減緩與從先前技術(shù)已知的方法相關(guān)聯(lián)的某些缺點(diǎn)，以判定用以冷卻一半導(dǎo)體裝置的一冷卻結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明概要

2、根據(jù)本發(fā)明的一第一觀點(diǎn)，其提供用以判定操作期間用以冷卻一半導(dǎo)體裝置的一可制造的冷卻結(jié)構(gòu)的一計(jì)算機(jī)可執(zhí)行方法，其包含權(quán)利要求1所述的步驟。本發(fā)明的方法的其他特征及實(shí)施例將于該從屬專利權(quán)利要求中說明。

3、本發(fā)明是有關(guān)用以判定操作期間用以冷卻一半導(dǎo)體裝置的一可制造的冷卻結(jié)構(gòu)的一計(jì)算機(jī)可執(zhí)行方法，其中該方法接收下列至少一項(xiàng)來作為輸入i)該半導(dǎo)體裝置的實(shí)體參數(shù)，其中該實(shí)體參數(shù)是有關(guān)該半導(dǎo)體裝置的實(shí)體特性，以及ii)指出該半導(dǎo)體裝置的一空間功率分配的一數(shù)字陣列，其中該方法包含下列步驟：1)使用一最佳化演算法來基于該接收的輸入以判定一冷卻結(jié)構(gòu)，以及2)基于該判定的冷卻結(jié)構(gòu)可被實(shí)際制造，以一數(shù)據(jù)格式來提供該判定的冷卻結(jié)構(gòu)來作為輸出。

4、提供至該方法的輸入包含指出該半導(dǎo)體裝置的一空間功率分配的一數(shù)字陣列(或矩陣)，其中指出一空間功率分配的數(shù)字陣列(或矩陣)可作為該半導(dǎo)體裝置的一空間功率分配圖來予以具體化。該半導(dǎo)體裝置可作為一硅邏輯裝置，諸如一cpu、gpu、tpu、fpga、asic、xpu、asic，或作為一分開裝置，諸如一晶體管或二極管，作為一功率集成電路，或作為一光電裝置來予以具體化。該空間功率分配圖可提供來作為一規(guī)則間隔的網(wǎng)格，其中該網(wǎng)格的每一胞元代表(該半導(dǎo)體裝置的)每一胞元的一熱通量或平均功率消散。該空間功率分配圖亦可包含重建一連續(xù)的空間功率分配圖的成型功能。該空間功率分配圖的粒度可改變，特別是取決于其可代表的半導(dǎo)體裝置。典型的胞元尺寸可從若干微米沿伸且多達(dá)若干毫米。胞元亦可以一非均勻的方式隔開，且胞元可能重迭，諸如一背景熱通量，其具有位于具有較高功率消散的區(qū)域附近的若干較高熱通量區(qū)域。該類非均勻隔開的空間分配功率圖亦可從一集成電路的一平面圖來重建，而該平面圖中的功能方塊圖是對(duì)映至一空間功率分配圖。該空間功率分配圖亦可由至空間功率分配的一功能對(duì)映溫度來提供：以此方式，一半導(dǎo)體裝置的一模擬(或測(cè)量)溫度可轉(zhuǎn)換至一空間功率分配圖。

5、該方法更接收該半導(dǎo)體裝置的實(shí)體參數(shù)來作為輸入。該等實(shí)體參數(shù)可包含裝置邏輯安排其上的一晶粒、以及用于該待判定冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻液體的一冷卻劑的材料特性，以及其他相關(guān)維度，諸如該晶粒的厚度。晶粒厚度可介于若干微米及多達(dá)幾個(gè)毫米間。然而，大多案例中，介于0.3及2毫米間的一數(shù)值視為典型?？蛇x擇的另一實(shí)體參數(shù)為該熱源及該待判定對(duì)流冷卻結(jié)構(gòu)間的分開。該最佳化冷卻結(jié)構(gòu)可直接整合于該半導(dǎo)體裝置，且該半導(dǎo)體裝置，例如，作為一硅晶片來予以具體化，且該冷卻結(jié)構(gòu)是蝕刻進(jìn)入該晶粒相對(duì)該裝置邏輯設(shè)置其上的一側(cè)的一側(cè)?；蛘撸摾鋮s結(jié)構(gòu)可粘合或附接至該熱產(chǎn)生半導(dǎo)體裝置(該冷卻結(jié)構(gòu)可經(jīng)由一粘合界面及/或經(jīng)由一附接層及/或經(jīng)由熱界面材料來粘合或附接至該熱產(chǎn)生半導(dǎo)體裝置)。此案例中，判定該冷卻結(jié)構(gòu)的該最佳化演算法可組配來考量該粘合界面的實(shí)體參數(shù)及/或考量該附接層的實(shí)體參數(shù)、及/或考量該兩結(jié)構(gòu)間的熱界面材料的實(shí)體參數(shù)。特別是，該最佳化演算法可組配來考量下列任一項(xiàng)或更多項(xiàng)：該粘合界面的熱傳導(dǎo)性、及/或該附接層的熱傳導(dǎo)性、及/或該熱界面材料的熱傳導(dǎo)性、及/或該粘合界面的厚度、及/或該附接層的厚度、及/或該熱界面材料的厚度、及/或該粘合界面的一熱邊界變阻、及/或該附接層的一熱邊界變阻、及/或該熱界面材料的一熱邊界變阻。

6、根據(jù)本發(fā)明的該第一觀點(diǎn)的方法亦可接收指出一空間功率分配/空間功率分配圖的多個(gè)數(shù)字陣列、及/或該等實(shí)體參數(shù)的多個(gè)不同數(shù)值指派來作為輸入。以此方式，該最佳化演算法可被多次實(shí)現(xiàn)，例如，于指出一空間功率分配的該等多個(gè)數(shù)字陣列的每一個(gè)上。一使用者可被呈現(xiàn)該最佳化演算法的不同運(yùn)作中判定的不同冷卻結(jié)構(gòu)，且該使用者可決定該正確解答、或該冷卻結(jié)構(gòu)的最佳化設(shè)計(jì)可，例如，通過選擇具有該最佳化演算法使用的一損失函數(shù)的一最小損失的一冷卻結(jié)構(gòu)，來從該等不同冷卻結(jié)構(gòu)來自動(dòng)選定。

7、根據(jù)本發(fā)明的該第一觀點(diǎn)的方法可判定(微流體)冷卻結(jié)構(gòu)，其可整合于包含具有裝置邏輯的一固態(tài)材料層的一二層系統(tǒng)，或其可與一多層半導(dǎo)體裝置整合，或其可整合于在一共同基體上包含小晶片及一主要計(jì)算晶粒的一2.5d半導(dǎo)體裝置，或其可為，例如，3d整合至一多層半導(dǎo)體裝置。該提供的實(shí)體參數(shù)提供最佳化期間使用的該類不同實(shí)施例的細(xì)節(jié)。

8、該最佳化演算法已收斂后，下列步驟可被執(zhí)行。首先，該使用者可被呈現(xiàn)該冷卻結(jié)構(gòu)的最佳化的一圖形，該半導(dǎo)體裝置的表面上的對(duì)應(yīng)溫度圖假設(shè)其由該判定的冷卻結(jié)構(gòu)、一流體層、該總壓降及流率、以及經(jīng)過該冷卻結(jié)構(gòu)的流體通道的壓降分配來冷卻。

9、使用該冷卻結(jié)構(gòu)的最終幾何形狀，一序列模擬可隨變化的流率來執(zhí)行。每一流率中，諸如壓降、流率及最大溫度的度量可被記錄。該等模擬中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可顯示于協(xié)助該使用者決定比較該選定的拓?fù)鋱D對(duì)照其他冷卻方法的圖形中。典型圖形可包括該壓降對(duì)照流率、溫度上升對(duì)照流率、熱阻對(duì)照抽泵功率、效能系數(shù)對(duì)照最大熱通量、最大熱通量對(duì)照抽泵功率，熱效能因數(shù)(tpf)，其為熱移轉(zhuǎn)比率與摩擦因數(shù)增量的一改善率、或任何其他效能基準(zhǔn)。除了從該等模擬收集的數(shù)據(jù)點(diǎn)之外，來自一先前計(jì)算的程序庫或?qū)嶒?yàn)上測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)點(diǎn)可加入該等圖形來比較該效能對(duì)照現(xiàn)存的設(shè)計(jì)。提供來作為根據(jù)本發(fā)明的該第一觀點(diǎn)的方法的輸入的實(shí)體參數(shù)亦可包含溫度感測(cè)器的位置，其可實(shí)體放置于具有判定(最佳化)冷卻結(jié)構(gòu)的該制造的半導(dǎo)體裝置上的指定位置。模擬期間，溫度可于該指定位置處提供，且使用該制造的半導(dǎo)體裝置上的溫度感測(cè)器來與實(shí)際測(cè)量溫度作比較；以此方式，該模擬的準(zhǔn)確度可被評(píng)估。

10、該判定的冷卻結(jié)構(gòu)以適合制造的一文件類型來提供。為了可與光學(xué)微影作比較，例如，該冷卻結(jié)構(gòu)可以諸如一gdsii、cif、dxf或oasis的文件類型來提供。因?yàn)樵摰任募愋蜑橄蛄渴?，且該冷卻結(jié)構(gòu)的拓?fù)渥罴鸦捎谝痪W(wǎng)格上執(zhí)行，故此轉(zhuǎn)換可視為一像素至向量轉(zhuǎn)換；換言之，本發(fā)明的方法可包括將該判定的冷卻結(jié)構(gòu)的文件類型從一向量式文件轉(zhuǎn)換為一像素式文件的步驟。

11、該方法可進(jìn)一步包含一過濾步驟，其中該過濾步驟包含將一過濾器施加至該判定的冷卻結(jié)構(gòu)，來確保所有特征遵守一或更多預(yù)定的制造限制。例如，該方法可包含將一過濾器施加至該判定的冷卻結(jié)構(gòu)，來判定該判定的冷卻結(jié)構(gòu)中的任何兩個(gè)相鄰側(cè)墻間(較佳是所有相鄰側(cè)墻間)的最小距離，以及來判定該等相鄰側(cè)墻間的距離是否大于一預(yù)定臨界值距離(該預(yù)定臨界值距離較佳是等于一預(yù)定最小特征尺寸)。若該等相鄰側(cè)墻間的距離小于該預(yù)定臨界值距離，則該等側(cè)墻可移位來確保該等限制是被遵守，亦即，該等相鄰側(cè)墻可移位使得其間的距離是至少等于(或大于)該預(yù)定臨界值距離。其他范例中，該方法可包含將一過濾器施加至該判定的冷卻結(jié)構(gòu)，來判定該判定的冷卻結(jié)構(gòu)的任何特征(例如，固態(tài)特征)是否具有低于一預(yù)定最小臨界值尺寸的一尺寸；例如，該方法可包含將一過濾器施加至該判定的冷卻結(jié)構(gòu)，來判定該判定的冷卻結(jié)構(gòu)的任何特征(例如，固態(tài)特征)是否具有低于一預(yù)定最小臨界值寬度的一寬度。該方法可進(jìn)一步包含將任何特征(例如，固態(tài)特征)從該冷卻結(jié)構(gòu)移除的一步驟，其判定為具有低于該預(yù)定最小臨界值尺寸的一尺寸(例如，將任何特征(例如，固態(tài)特征)從該冷卻結(jié)構(gòu)移除，其判定為具有低于該預(yù)定最小臨界值寬度的一寬度)。

12、如上所述，該判定的冷卻結(jié)構(gòu)是以一文件類型來提供的一實(shí)施例中；此案例中，該判定的冷卻結(jié)構(gòu)可為一二維度的冷卻設(shè)計(jì)。該方法可進(jìn)一步包含將該二維度的冷卻設(shè)計(jì)擠壓為一三維度結(jié)構(gòu)的一步驟。有利的是，一三維度結(jié)構(gòu)將可與諸如3d列印或電沉積的額外的制造比較。較佳情況是，該等擠壓步驟中，該擠壓的一高度對(duì)應(yīng)于執(zhí)行來作為該最佳化演算法的一部分以判定該冷卻結(jié)構(gòu)的該模擬步驟中使用的一通道高度。較佳情況是，一固態(tài)基底是加入該擠壓冷卻結(jié)構(gòu)下方。該三維度結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步調(diào)整來將，諸如，例如，drie蝕刻延后、雷射側(cè)墻椎體或cnc銑削半徑的制造限制列入考量。此外，具有入口及出口的一外殼亦可加入至該三維度結(jié)構(gòu)。該三維度結(jié)構(gòu)可以諸如step、stl、obj、gcode、amf、vrml、ply或3mf的一文件類型來提供。

13、根據(jù)本發(fā)明的方法的一實(shí)施例中，該等實(shí)體參數(shù)包含i)該半導(dǎo)體裝置的維度參數(shù)，該等維度參數(shù)是至少作為該半導(dǎo)體裝置的寬度、長度、及厚度來予以具體化，及/或ii)具有該晶粒上的裝置邏輯的該半導(dǎo)體裝置的一晶粒的材料特性，及/或iii)該冷卻結(jié)構(gòu)的一冷卻流體的材料特性，其中該冷卻流體可為作為水、或作為水-乙二醇混合液、或作為冷媒、或作為介電冷卻劑、或作為礦物油來予以具體化的流體，及/或iv)具有該冷卻結(jié)構(gòu)的一冷卻結(jié)構(gòu)晶粒以及具有該晶粒上的裝置邏輯的該半導(dǎo)體裝置的一晶粒間的一實(shí)體連接的材料特性。該冷卻流體，而非液體，亦可作為空氣或作為另一適當(dāng)氣體來予以具體化。

14、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，使用該最佳化演算法判定的該冷卻結(jié)構(gòu)是組配來至少部分于具有裝置邏輯的該半導(dǎo)體裝置的該晶粒上實(shí)體制造，及/或使用該最佳化演算法判定的該冷卻結(jié)構(gòu)是組配來至少部分于該冷卻結(jié)構(gòu)晶粒上實(shí)體制造，其中該冷卻結(jié)構(gòu)晶粒是組配來粘合及/或附接至具有裝置邏輯的該半導(dǎo)體裝置的晶粒。

15、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，指出該半導(dǎo)體裝置的一空間功率分配的該數(shù)字陣列是作為該半導(dǎo)體裝置的每一單元區(qū)域消散的一二維度功率陣列來予以具體化。

16、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步接收作為至少一設(shè)計(jì)限制的該半導(dǎo)體裝置的至少一區(qū)域來作為輸入，且該最佳化演算法是限制來判定一冷卻結(jié)構(gòu)，其中相對(duì)于該半導(dǎo)體裝置的至少一區(qū)域的該冷卻結(jié)構(gòu)的至少一區(qū)域中不具有冷卻結(jié)構(gòu)部件。

17、該等設(shè)計(jì)限制可包含定義該半導(dǎo)體裝置的該晶粒應(yīng)維持固態(tài)的固定區(qū)域，諸如該晶粒的邊緣、或平面外互連的某區(qū)域，諸如多層半導(dǎo)體裝置中的孔徑、或者rf天線組件的連接可呈現(xiàn)該晶粒上。其他設(shè)計(jì)限制可為，例如，最小的特征尺寸，其可取決于該最終系統(tǒng)使用的一過濾器尺寸來完成防止堵塞。特別是，介于25微米及250微米間的一最小特征尺寸可協(xié)助來防止堵塞；故一較佳實(shí)施例中，該等設(shè)計(jì)限制包含介于25微米及250微米間的一最小特征尺寸。較佳情況是，該等設(shè)計(jì)限制包含介于50微米及100微米間的一最小特征尺寸。

18、于一實(shí)施例中，該等設(shè)計(jì)限制可包含該晶片的邊緣附近具有一固態(tài)邊界的需求。例如，此案例中，使用該最佳化演算法判定的冷卻結(jié)構(gòu)是受組配來整合為該半導(dǎo)體裝置的一部分，之后較佳情況是該等設(shè)計(jì)限制包含需要該晶片的邊緣附近，具有介于20微米及2毫米間的一寬度的一固態(tài)邊界；該固態(tài)邊界可適合來包含該晶片內(nèi)側(cè)的冷卻劑。最佳情況是，該等設(shè)計(jì)限制包含需要該晶片的邊緣附近，具有介于100微米及500微米間的一寬度的一固態(tài)邊界。較佳情況是，兩側(cè)及該內(nèi)部區(qū)域上的邊界總寬度應(yīng)實(shí)質(zhì)等于、或精確等于該半導(dǎo)體裝置的寬度。

19、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，該最佳化演算法使用的一損失函數(shù)及/或最佳化限制是基于下列至少其中之一：i)壓力、ii)流率、iii)最大溫度、iv)平均溫度、v)中間溫度、vi)溫度梯度，且其中該最佳化演算法執(zhí)行該損失函數(shù)的極值化，特別是最小化或最大化，該損失函數(shù)特別是由該至少一最佳化限制來加以限制。

20、例如，該最佳化演算法使用的最佳化限制，可包括下列一或更多項(xiàng)目：該冷卻結(jié)構(gòu)上的一最大壓降0.25及2巴，及/或從該晶片擷取的每分鐘每千瓦的熱的一最大流率0.5及5公升。更佳情況是，該最佳化演算法使用的最佳化限制，可包括下列一或更多項(xiàng)目：從該晶片擷取的每分鐘每千瓦的熱的一最大壓降0.5巴、以及一最大流率1.5公升。

21、一目標(biāo)函數(shù)/損失函數(shù)/成本函數(shù)可針對(duì)該最佳化演算法實(shí)現(xiàn)的最佳化來定義。此可降低最大溫度、平均溫度、溫度梯度、壓降、流率、或該等參數(shù)的一組合。該等參數(shù)可額外也作為限制，諸如固定該大量流率及限制該壓降同時(shí)最小化溫度上升。

22、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，該最佳化演算法于最佳化期間使用一二又二分之一維度的模型，其中該最佳化演算法是組配來于判定該冷卻結(jié)構(gòu)期間，假設(shè)該冷卻結(jié)構(gòu)的一平面外維度中的一拋物線流動(dòng)輪廓。該最佳化演算法亦可假設(shè)該最佳化期間該冷卻結(jié)構(gòu)的該平面外維度中，該流體中的一溫度輪廓以及該半導(dǎo)體材料中的一線性溫度輪廓。該等二維度模型的多層可通過包括平面外的熱及大量移轉(zhuǎn)關(guān)系來耦合，以便以降低的計(jì)算成本來模擬具有變化的材料特性的更復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

23、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，該最佳化演算法使用至少一制造限制，特別是有關(guān)該判定冷卻結(jié)構(gòu)的一制造程序的微影術(shù)限制及蝕刻限制來作為另一最佳化限制。

24、制造限制可取決于用于實(shí)現(xiàn)該最終冷卻結(jié)構(gòu)使用的方法來設(shè)定。該微影術(shù)案例中，取決于該使用的微影術(shù)系統(tǒng)，該等制造限制可包含一最小特征尺寸。于一較佳的制造/實(shí)現(xiàn)該最終冷卻結(jié)構(gòu)的方式中，該最終冷卻結(jié)構(gòu)是使用一光敏感遮罩上的光學(xué)微影來型樣化。該光敏感遮罩被設(shè)置且該冷卻結(jié)構(gòu)的型樣是移轉(zhuǎn)至該光敏感遮罩(此典型包含將該光敏感遮罩的部分曝露至光線以便于該光敏感遮罩上建立該冷卻結(jié)構(gòu)的型樣；曝露至光線的遮罩部分將凝固或熔解，因而于該光敏感遮罩上建立型樣)。光學(xué)微影的一特別限制是一最小特征尺寸2微米。該冷卻結(jié)構(gòu)隨后蝕刻進(jìn)入一下方基體，諸如一硅晶圓、或使用一沉積技術(shù)來以銅、鎳或鈀增長。特別是，諸如深活性離子蝕刻(drie)或濕蝕刻的蝕刻技術(shù)較適合。當(dāng)深活性離子蝕刻(drie)用來建立該通道時(shí)，一垂直側(cè)墻輪廓可被假設(shè)。針對(duì)drie，一較佳的最大通道縱橫比是介于5及40之間；更佳是最大通道縱橫比介于7及15之間。當(dāng)某一通道深度限制是針對(duì)該冷卻結(jié)構(gòu)來定義/選定時(shí)，該最佳化演算法將避免建立超過此縱橫比的特征。此外，蝕刻或沉積方法期間，狹窄特征可以比較寬特征還慢的一速率來實(shí)現(xiàn)。drie期間該蝕刻滯后可被整合至該系統(tǒng)，以便相較于更寬開口，針對(duì)更窄特征來實(shí)施一較小深度。針對(duì)雷射加工，一光束半徑及側(cè)墻曲率可被考量。制造后該側(cè)墻輪廓的角度可被包括作為一制造限制來限制該最小特征尺寸、以及改善該模擬準(zhǔn)確度。該側(cè)墻輪廓的一較佳錐形角度是介于1度及10度之間。針對(duì)cnc加工，一最小末端研磨半徑可被定義。制造限制亦可由根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的方法來接收作為輸入。此案例中，該最終冷卻結(jié)構(gòu)是通過蝕刻隨后粘合一起的多個(gè)薄片來實(shí)現(xiàn)/制造，以建立包含一多層堆疊的最終冷卻結(jié)構(gòu)，無任何獨(dú)立式特征、而是每一層應(yīng)被連接的所有特征可包括于該設(shè)計(jì)中的一制造限制可被施加。

25、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，該最佳化演算法通過考量封裝方法論限制來判定該冷卻結(jié)構(gòu)的若干入口及出口以及該等判定的入口及出口的位置。一限制可用來定義該等入口及出口間的一最小距離，以考量該所需空間來于該多歧管及該微結(jié)構(gòu)之間建立一密封。一較佳的最小距離限制是介于1及10毫米之間。一更佳的最小距離限制是介于2及5毫米之間。另一限制可用于該等入口及出口的最小寬度。一較佳的最小寬度限制是介于0.1及2毫米范圍之間。一更佳的最小入口及出口寬度限制是介于0.5及1毫米之間。所有入口上，可假設(shè)相同壓力，且所有出口上，可假設(shè)相同壓力。

26、該待判定的冷卻結(jié)構(gòu)的通道布局設(shè)計(jì)可由于來自該等微影術(shù)及蝕刻程序的制造限制、忽略當(dāng)讓該最佳化演算法利用該三維度時(shí)取得的顯著效能增益而限制于二維度。同樣地，需將該外部管路系統(tǒng)連接至該冷卻結(jié)構(gòu)的通道布局中的入口及出口的多歧管設(shè)計(jì)在其本身可能是個(gè)挑戰(zhàn)。一般而言，放置該等入口及出口而不受該多歧管中的一顯著壓降困擾是相當(dāng)重要。該冷卻結(jié)構(gòu)的該多歧管及該通道布局兩者的設(shè)計(jì)可整合于接受每一裝置的制造限制的一單一最佳化框架。該最佳化演算法可針對(duì)該冷卻結(jié)構(gòu)的通道布局來判定一二維度幾何形狀，及/或該最佳化演算法可判定共同形成該多歧管的另一單一或多個(gè)二維度層；及/或該最佳化演算法可針對(duì)該多歧管來判定一完全三維度幾何形狀。以此方式，該冷卻結(jié)構(gòu)的通道布局可透過該多歧管來利用該三維度。該冷卻結(jié)構(gòu)的入口及出口數(shù)量的最佳化亦可與入口及出口個(gè)別收斂進(jìn)入的該多歧管的一可能最佳化來獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。該多歧管的結(jié)構(gòu)亦可由根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的方法來預(yù)先給定或判定。

27、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，用以基于該接收輸入來判定該冷卻結(jié)構(gòu)的最佳化演算法包含下列步驟：1)判定一網(wǎng)格，特別是作為一規(guī)則間隔的網(wǎng)格來予以具體化、或作為基于指出一空間功率分配的數(shù)字陣列、及/或基于該至少一設(shè)計(jì)限制及/或基于該制造限制的一網(wǎng)格來予以具體化，2)將指出一空間功率分配的該數(shù)字陣列對(duì)映至該網(wǎng)格、以及任選地將該至少一設(shè)計(jì)限制對(duì)映至該網(wǎng)格，3)以該網(wǎng)格上的該冷卻結(jié)構(gòu)的一初始幾何形狀來開始、以一迭代方法來配適該冷卻結(jié)構(gòu)的一目前幾何形狀，直到該冷卻結(jié)構(gòu)的一最終幾何形狀判定為止，其中每一最佳化迭代處，下列子步驟可被實(shí)現(xiàn)：i)至少使用模型化方程式，特別是奈威-斯托克方程式及熱移轉(zhuǎn)方程式、以及該等實(shí)體參數(shù)，來模擬具有該目前幾何形狀的冷卻結(jié)構(gòu)的一實(shí)體行為，ii)基于該模擬的實(shí)體行為來判定該損失函數(shù)的至少一目前值，iii)關(guān)于該冷卻結(jié)構(gòu)的幾何形狀中遠(yuǎn)離該目前的幾何形狀的變化型態(tài)，特別是使用一伴隨法來判定該任選地限制的損失函數(shù)的至少一梯度以及，iv)將該判定的至少一梯度提供至一組，特別是受規(guī)劃方程式，其以該任選地限制的損失函數(shù)進(jìn)一步極值化的該類方式來更新該目前的幾何形狀。由于該最佳化演算法，該熱通量超過200瓦/平方厘米的區(qū)域中，具有最小可接受特征尺寸的冷卻特征是以用于熱移轉(zhuǎn)的該最高表面區(qū)來建立，其中該熱通量低于50瓦/平方厘米的區(qū)域中，用于熱移轉(zhuǎn)具有較大特征尺寸的一較低表面區(qū)是建立來最小化壓降。

28、最佳化可通過將判定該冷卻結(jié)構(gòu)的一設(shè)計(jì)空間分成一細(xì)網(wǎng)格來開始。此可為一2d網(wǎng)格來降低該計(jì)算成本，其中假設(shè)以該三維度、或以一完全3d方式來大約完成該流動(dòng)輪廓。該網(wǎng)格可選定為細(xì)到足以解析該設(shè)計(jì)及制造限制下預(yù)期的最小特征、或者一均質(zhì)化方法可用來近似具有一較粗網(wǎng)格的較小特征。此外，根據(jù)可估計(jì)為基于該最佳化的宏觀設(shè)計(jì)參數(shù)(壓降或流率)的一先驗(yàn)的該雷諾數(shù)，該網(wǎng)格可細(xì)到足以解析該模擬流動(dòng)中產(chǎn)生的大部分渦流。該流動(dòng)中的最小渦流可使用并入該斯馬戈林斯基亂流模型或任何其他亂流模型的大窩流模擬來模型化。該網(wǎng)格可為一均勻隔開的網(wǎng)格、或該網(wǎng)格可配適成該空間功率分配圖/指出一空間功率分配的該數(shù)字陣列?？深A(yù)期該最佳化期間該區(qū)域中的較細(xì)特征受識(shí)別時(shí)，將該網(wǎng)格配適成該空間功率分配圖的一可能方式是通過精煉具有較高熱通量的區(qū)域中的網(wǎng)格。此外，該最佳化演算法使用來自功能性分析的概念來公式化以辨識(shí)及調(diào)節(jié)該非均勻網(wǎng)格分配。亦即，該密度場定義的幾何形狀并非僅由該最佳化演算法詮釋為一數(shù)字陣列，而且是該最佳化演算法中的一函數(shù)空間及該點(diǎn)乘積的成員轉(zhuǎn)換為該函數(shù)空間的內(nèi)積，其根據(jù)離散化考量該網(wǎng)格的非均勻本質(zhì)。此確保該最佳化演算法產(chǎn)生一最佳化冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)且不會(huì)因具有不同尺寸的網(wǎng)格元件的存在而偏差。此外，梯度區(qū)域可在變化的熱通量間的變遷時(shí)被導(dǎo)入細(xì)及粗的網(wǎng)格區(qū)之間。該空間功率分配圖、邊界條件、及設(shè)計(jì)限制可基于一最近相鄰演算法、范圍搜尋或嵌套網(wǎng)格，使用投射方法或內(nèi)插技術(shù)來對(duì)映至該網(wǎng)格。

29、基于本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的方法的(使用者)輸入的該冷卻結(jié)構(gòu)的一最佳化幾何形狀可隨后被判定。此可以使用該冷卻結(jié)構(gòu)的幾何形狀作為該最佳化變數(shù)的最佳化方法、以一迭代方法來完成。所有都在所謂拓?fù)渥罴鸦椒ǖ谋Ｗo(hù)下，不同的幾何形狀最佳化方法皆可用于此目的，其中該幾何形狀可任意改變其中的孔數(shù)量。拓?fù)渥罴鸦椒筛鶕?jù)該幾何形狀參數(shù)化來分類：密度法以介于代表流體相的一及代表固相的零之間改變的一連續(xù)的場來定義該幾何形狀，準(zhǔn)位組合方法使用一純量函數(shù)的等值線來作為該幾何形狀的邊界，以及相位場方法使用一光滑的步階函數(shù)來作為分離該流體及固相的邊界。無論該方法為何，定義該流體及固相的幾何形狀可于模型化該相關(guān)實(shí)體現(xiàn)象的方程式：奈威-斯托克方程式及熱移轉(zhuǎn)方程式中具體化，該等方程式模型化出現(xiàn)在該等通道中的熱對(duì)流、以及該基體層中或多個(gè)層中的熱傳導(dǎo)(該熱移轉(zhuǎn)方程式模型化該熱傳導(dǎo)及對(duì)流，且該奈威-斯托克方程式模型化流體行為)。每一最佳化迭代中，針對(duì)一目前幾何形狀估計(jì)，該等物理方程式可被解答來評(píng)估若干效能度量，諸如壓降、最大溫度或熱消散。同樣地每一最佳化迭代中，有關(guān)該幾何形狀的變化的該等效能度量的梯度可使用該伴隨法來計(jì)算且饋送至，特別是可將該冷卻結(jié)構(gòu)的幾何形狀更新至具有較佳效能的幾何形狀的一組非線性受規(guī)劃方程式。若有需要，該幾何形狀參數(shù)化的高頻模式可被濾除來改善該最佳化的穩(wěn)定性。此步驟可通過作為一偏微分方程式的解答的一卷積程序、或通過使用一更嚴(yán)格參數(shù)化來達(dá)成。

30、該空間功率分配圖的信息可用來加速該最佳化。的確，較高熱通量區(qū)域會(huì)需要一較高固體-流體表面區(qū)且針對(duì)較低熱通量區(qū)域反之亦然。就本身而言，該最佳化演算法使用的初始幾何形狀可將此反映為一先驗(yàn)知識(shí)；最佳化因此可從一更佳開始點(diǎn)來開始。

31、由于該冷卻結(jié)構(gòu)中的流體/冷卻液體/冷卻劑的潛在高慣性力，解答該流體方程式(奈威-斯托克方程式)可需要特別留意。該等方程式的非線性本質(zhì)需要一非線性解算器，其以該解答的一初始估計(jì)開始且迭代，直到收斂至滿足該等方程式的平衡解答為止。共同使用的諸如該牛頓法的非線性解算器是不夠的，且當(dāng)從遠(yuǎn)離該平衡的一初始估計(jì)開始時(shí)并不收斂。無論該初始估計(jì)是否需要，皆需保證確保該收斂的一策略。若干方法可實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)：同倫法、參數(shù)連續(xù)法、阻尼牛頓法、完全近似方案、等等。

32、上述解算器(實(shí)體方程式，如奈威-斯托克方程式及熱移轉(zhuǎn)方程式、用于取得梯度、過濾的伴隨法)可由降階模型(下文中rom)來替代。rom可使用下列方法來產(chǎn)生：經(jīng)由先前/即時(shí)模擬的數(shù)據(jù)、經(jīng)由實(shí)體/經(jīng)驗(yàn)上近似法、或使用該等兩組合。更特別是，該等rom可通過施加一適當(dāng)正交分解(下文中pod)或通過使用一神經(jīng)網(wǎng)路或深度增強(qiáng)式學(xué)習(xí)或任何其他人工智慧或機(jī)器學(xué)習(xí)激勵(lì)方法，來被訓(xùn)練給予一組模擬(拓?fù)渥罴鸦?數(shù)據(jù)。一rom可用來加速具有判定(最佳化)冷卻結(jié)構(gòu)的一半導(dǎo)體裝置的分析。于一電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具中，例如，一rom可用來快速模擬具有判定的冷卻結(jié)構(gòu)的一半導(dǎo)體裝置的行為觀點(diǎn)，而不需解決計(jì)算上昂貴的實(shí)體方程式，諸如奈威-斯托克方程式及/或熱移轉(zhuǎn)方程式。

33、更特別是，該pod-rom的案例中，該rom可以該類方式來訓(xùn)練成能夠復(fù)制該最佳化程序。為如此執(zhí)行，針對(duì)每一最佳化迭代法，來自該全階模型(fom)的自由度(速度、壓力、及溫度及/或密度場)的解答可(以一非維度的形式)儲(chǔ)存于一向量中。該向量之后可儲(chǔ)存來作為一矩陣中的一直行，該矩陣其直行代表一不同的最佳化迭代、且該等橫列可代表該問題的自由度。之后，通過執(zhí)行一遞增(即時(shí))奇異值分解(svd)，該解答可分解至其奇異值及向量(pod模式)。每一該類奇異值可代表該系統(tǒng)中的一不同的能量準(zhǔn)位，使得該最高準(zhǔn)位可符合包含上述解答的成批信息的一pod模式(下文中pom)，同時(shí)該最低準(zhǔn)位可符合包含有關(guān)該解答的詳細(xì)信息的一pom。該pom組合組成可能投射一解答或該問題(方程式的系統(tǒng))本身的一最佳化向量基礎(chǔ)。事實(shí)上，可能考量該未知的自由度來作為該奇異向量基礎(chǔ)(基于各種不同準(zhǔn)則：能量、最大元件、一后驗(yàn)誤差、等等來決定的截?cái)嗑S度)的一子集合的一線性組合。此依次允許于該選定pom子集合上執(zhí)行該方程式系統(tǒng)的一蓋勒肯投射，此將產(chǎn)出組成該rom的一截?cái)嗟姆匠淌骄€性系統(tǒng)。解決用于該上述投射的系數(shù)的系統(tǒng)可允許通過將該等系數(shù)重新投射至該pom基底上來計(jì)算該系統(tǒng)的解答。該類rom的其中一優(yōu)點(diǎn)是其可被即時(shí)使用或作為一后處理工具。前者，亦即，即時(shí)使用，可允許來基于該相同問題的幾個(gè)fom迭代來加速一大量的最佳化迭代數(shù)量，而后者，亦即，后處理使用，有鑒于該實(shí)體狀態(tài)維持相同(例如，類似的雷諾數(shù)、層狀/擾動(dòng)系統(tǒng)、等等)，可暗示由一組參數(shù)定義的一問題上訓(xùn)練的一rom亦可用于一相鄰參數(shù)組合的另一問題。該類rom亦可用來作為一數(shù)字分身、作為一電子設(shè)計(jì)自動(dòng)回圈的部分以允許該冷卻解答的一整合，同時(shí)避免模擬時(shí)間大量增加。

34、根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，該冷卻結(jié)構(gòu)的初始幾何形狀是基于指出一空間功率分配的數(shù)字陣列來判定。

35、根據(jù)本發(fā)明的一第二觀點(diǎn)，其提供一半導(dǎo)體裝置，其包含使用根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的一方法判定的一冷卻結(jié)構(gòu)，其中該冷卻結(jié)構(gòu)使用光學(xué)微影來制造。更特別是，使用光學(xué)微影來將該冷卻結(jié)構(gòu)移轉(zhuǎn)至一光遮罩，其隨后用于蝕刻進(jìn)入該下方基體、或用于局部沉積材料至該下方基體上。

36、根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一實(shí)施例中，該半導(dǎo)體裝置的裝置邏輯是設(shè)置于該半導(dǎo)體裝置的一晶粒的一側(cè)上，且其中該冷卻結(jié)構(gòu)是設(shè)置于該晶粒關(guān)于該裝置邏輯設(shè)置其上的該側(cè)的相對(duì)側(cè)上。

37、根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的另一實(shí)施例中，該半導(dǎo)體裝置包含該半導(dǎo)體裝置的裝置邏輯設(shè)置其上的一第一晶粒，且該半導(dǎo)體裝置包含該冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置其上的一第二晶粒，其中該第一晶粒及該第二晶粒間的一實(shí)體連接是作為該第一晶粒及該第二晶粒間的粘合或附接來予以具體化。

38、根據(jù)本發(fā)明的一第三觀點(diǎn)，其提供一電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具，其中該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具包含程序碼，當(dāng)其于一計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)，造成該計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的一方法，且其中該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具還包含程序碼，當(dāng)其于一計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)，造成該計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)提供一半導(dǎo)體裝置的裝置邏輯的一平面配置圖的平面配置及/或后布局分析，且其中該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具是組配來至少基于該平面配置圖且使用后布局分析，來判定指出該半導(dǎo)體裝置的一空間功率分配的一數(shù)字陣列，且其中用于判定一冷卻結(jié)構(gòu)的該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具的程序碼是組配來使用指出一空間功率分配的該因此判定的數(shù)字陣列來作為輸入。

39、執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的一方法的程序碼亦可替代地被提供可與該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具獨(dú)立的一分開的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)工具)。一冷卻結(jié)構(gòu)待決定的一半導(dǎo)體裝置的對(duì)稱性及邊界條件可于該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具中(或替代地于該冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)工具中)定義。對(duì)稱性可被定義來降低尋找用于該冷卻結(jié)構(gòu)的一最佳化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)空間。例如，若該空間功率分配圖具有某些對(duì)稱性，則該最佳化領(lǐng)域可被降低來降低運(yùn)作該最佳化演算法所需的計(jì)算資源。

40、兩個(gè)重要步驟一般可于該晶片設(shè)計(jì)準(zhǔn)位處識(shí)別：平面配置、或路由，其決定該集成電路上的晶體管的實(shí)體位置、或晶體管的區(qū)塊，且后布局分析，其基于該平面配置來判定該集成電路(ic)的功率消散及結(jié)果溫度圖。由于半導(dǎo)體裝置的溫度相依本質(zhì)，該ic的功率消散取決于該溫度，且該溫度取決于該功率消散。在此，一溫度圖可被迭代地、或于一組假設(shè)下建立。根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具中，根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的一方法可組配來以下列方法與平面配置及后布局分析互動(dòng)：基于通過平面配置來判定的平面配置圖以及溫度上某些假設(shè)，該空間功率分配圖可于該后布局分析中計(jì)算。該空間功率分配圖可提供至該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具的一次常式，其中次常式執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的一方法且其產(chǎn)生一冷卻結(jié)構(gòu)。使用以該判定的冷卻結(jié)構(gòu)冷卻該ic后取得的結(jié)果溫度，一更新的空間功率分配圖可被計(jì)算。若該結(jié)果值位于某一限制中、且通過該等需求，則其被接受。

41、或者，根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的方法的最佳化演算法可以一迭代方式連同該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具中的平面配置及后布局分析來使用。針對(duì)每一平面配置或平面配置序列，首先，一空間功率分配圖可被取得，對(duì)此一冷卻結(jié)構(gòu)可被判定，且隨后其可決定該指定ic及冷卻結(jié)構(gòu)是否共同符合該所需規(guī)格。該電子設(shè)計(jì)最佳化及冷卻設(shè)計(jì)最佳化可于該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具的一迭代程序中重復(fù)來針對(duì)電子及冷卻設(shè)計(jì)找出一組合性最佳化。兩個(gè)最佳化可遵循一組分開的最佳化參數(shù)、或一總體損失函數(shù)可針對(duì)兩個(gè)最佳化步驟來定義。

42、當(dāng)半導(dǎo)體裝置可于變化的條件下操作時(shí)，多個(gè)分開的空間功率分配圖可代表不同的操作條件。針對(duì)一冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一空間功率分配圖集合可因此提供至根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的方法、或提供至根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具來作為輸入。該電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具可決定于所有或大多操作條件下，將滿足該設(shè)計(jì)目的的一代表空間功率分配圖。欲取得該類代表空間功率分配圖的一可能方式是迭代所有輸入空間功率分配圖，且針對(duì)所有輸入空間功率分配圖設(shè)置其上的一網(wǎng)格的每一胞元，該胞元上的輸入空間功率分配圖的任一個(gè)的最大值是視為代表值。針對(duì)最佳化目的，該結(jié)果空間功率分配圖可視為一最差案例的空間功率分配圖。

43、不使用一固定空間功率分配圖，暫態(tài)空間功率分配圖可被提供至根據(jù)本發(fā)明的第一觀點(diǎn)的方法、或提供至根據(jù)本發(fā)明的第三觀點(diǎn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)工具來作為輸入。一暫態(tài)空間功率分配圖可視為多個(gè)空間功率分配圖的一時(shí)間序列，且可以類似先前所述的方式來視之，亦即，找出一對(duì)應(yīng)的最大最差案例的空間功率分配圖，其對(duì)應(yīng)于該數(shù)據(jù)集的完整時(shí)間范圍上找出的每一胞元的最大值。最佳化后，一溫度時(shí)間序列可基于該暫態(tài)空間功率分配圖來重建。

44、于一實(shí)施例中，該冷卻結(jié)構(gòu)包含一緩沖區(qū)。該緩沖區(qū)是無任何固態(tài)結(jié)構(gòu)的模擬領(lǐng)域的一人工延伸，亦即，該冷卻劑可流動(dòng)而無任何干擾。因?yàn)槲覀冃枳屧摾鋮s劑具有足夠空間使得該流動(dòng)可完全發(fā)展，故此區(qū)域是需要的。較佳情況是，該緩沖區(qū)是位于該冷卻結(jié)構(gòu)的一入口處，例如，接近該冷卻劑入口邊界–該冷卻劑入口邊界是該冷卻劑進(jìn)入該模擬領(lǐng)域的模擬領(lǐng)域邊界的部分，以防止該通道準(zhǔn)位處該入口溫度直接強(qiáng)加。該冷卻結(jié)構(gòu)的入口處具有一緩沖區(qū)可確保接近該入口的散熱片不會(huì)無意間受該入口溫度影響，因而避免非預(yù)期的冷卻效應(yīng)。此外，該緩沖區(qū)可增強(qiáng)該奈威-斯托克解算器的穩(wěn)定性。特別是由于該最佳化演算法的最佳化產(chǎn)生、該冷卻結(jié)構(gòu)的入口處的額外散熱片可阻止冷卻流體流動(dòng)，特別是若該等額外散熱片是位于相鄰該模擬領(lǐng)域的邊界(該模擬領(lǐng)域的邊界參照該模擬產(chǎn)生的計(jì)算領(lǐng)域或空間的限制或邊緣)導(dǎo)致解算器不穩(wěn)定性及該模擬失敗-該緩沖區(qū)可協(xié)助解決。

45、(該模擬領(lǐng)域中的)冷卻結(jié)構(gòu)的2.5d代表圖是限制于該晶片邊界(該晶片邊界是該硅晶片或晶粒的實(shí)體邊緣或周長)，且會(huì)缺少一自然出口來允許該冷卻流體流動(dòng)來變得完全發(fā)展或不受干擾(完全發(fā)展或不受干擾的一流動(dòng)，是該流動(dòng)的速度成分于該流動(dòng)方向并不改變的一流動(dòng))，造成該冷卻流體的流動(dòng)突然終止、以及由于未發(fā)展/受干擾的流動(dòng)型樣的穩(wěn)定性挑戰(zhàn)，偶爾造成回流–此導(dǎo)致該冷卻結(jié)構(gòu)的出口處該冷卻流體的流動(dòng)中斷。于一實(shí)施例中，一流動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)制是并入該奈威-斯托克方程式來最小化/降低該冷卻結(jié)構(gòu)的出口處的流動(dòng)中斷。該流動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)制可包含該冷卻結(jié)構(gòu)的出口上的一邊界項(xiàng)目，加入該奈威-斯托克方程式的變分公式中：

46、

47、其中“h”為該網(wǎng)格元件尺寸，“re”為該雷諾數(shù)，γn為該出口邊界，“u”為該速度領(lǐng)域，“v”為該速度領(lǐng)域的測(cè)試函數(shù)，以及“t”為該邊界γn的切向量。