Chip Thermal Model(CTM) 详解

近年来，芯片的集成度和堆叠程度（3DIC）在不断的增加，其带来的热效应的影响也越来越明显。

ChipThermal Model (CTM) 是一种用于预测芯片温度分布的数学模型。CTM 建立在热传导方程和热扩散方程的基础上，通过对芯片的物理特性进行建模，计算芯片内部的温度分布和表面温度。CTM 可以帮助工程师设计更好的散热方案、降低芯片温度，提高芯片性能和寿命。

PPAT（除了关注power/performance/area,还需要关注temperature）

因为thermal所产生的影响已经成为芯片设计过程中一个非常主要的挑战！

上图就展示了堆叠的2个die互相影响，产生较大的温升效应。

CTM 的基本原理是将芯片划分为若干小块，每个小块内部的温度和相邻小块的温度有关。通过对每个小块的温度进行计算和迭代，可以得到整个芯片的温度分布。CTM 模型的计算涉及到很多参数，如芯片的尺寸、散热结构、电源功率、芯片的热导率、比热等。这些参数需要通过实验或仿真得到，以便为 CTM 模型提供准确的输入数据。

CTM 模型可以用于不同类型的芯片，例如 CPU、GPU、FPGA 等。除了用于芯片设计，CTM 模型还可以用于预测芯片的故障和可靠性问题。通过分析芯片的温度分布，可以确定哪些部分的温度过高，有可能导致芯片失效或缩短寿命，从而提前采取措施，避免故障发生。

对于后端设计工程师，我们可以通过redhawk_sc的CTM Flow

脚本使用也比较简单：

Generate APL LEAK

Run apldi apldi 2 l cell.list leak o cell.leakage apldi.conf

leakage model and leakage file format