《三維超大規模積體電路快速全波電磁仿真技術研究》是依託南京理工大學，由王道祥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三維超大規模積體電路快速全波電磁仿真技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王道祥
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著大規模積體電路的發展，對於電磁場全波仿真的要求愈來愈高。本課題根據實際套用的要求，將對基於積分方程的快速算法進行研究並套用於大規模積體電路的全波分析，內容包括：研究高階多分辨基函式的構造及套用；研究快速反演分層介質（包括有耗）的空域格林函式，尤其是表面波的快速提取技術；研究快速矩陣壓縮技術，包括不完全QR或UV分解壓縮技術和H-Matrix 壓縮技術，研究適合上述兩種壓縮矩陣方法的新的格林函式的插值技術以至對於複雜印刷電路分布的求解在保證精度的情況下求解複雜度接近於O(NlogN)；研究基於方向性的快速壓縮算法並套用於超大規模電路的全波電磁仿真；研究基於壓縮算法的區域分解技術；研究基於壓縮算法的並行處理技術；研究基於上述算法的快速矩陣矩陣的預處理和疊代求解技術。利用上述算法，開發出基於大規模積體電路及互連網路結構的程式軟體，進行數值模擬和實驗研究相結合，驗證軟體的正確。
結題摘要
本項目從麥克斯韋方程組出發，開展三維超大規模積體電路快速全波電磁仿真技術研究，解決全波電磁場數值分析方法效率低和大規模積體電路結構複雜的矛盾。主要工作為：（1）提出了曲面三角形和四面體的多分辨基函式，發展了具有正交特性的曲四邊形的高階疊層基函式，改善了矩陣性態，降低了未知量，節省了記憶體需求；（2）提出了有效的格林函式表面波項的提取技術，包括替代支割線方法和等價分母方法快速提取了表面波極點，解決了多層有耗媒質空域格林函式的計算難題；（3）實現了基於自適應交叉近似算法的遠場阻抗矩陣快速插值，套用預條件插值算法和模型降階法快速獲取電路系統寬頻回響；（4）提出了多種高效的低秩分解技術包括多層矩陣壓縮方法、快速方向性方法、多層簡易稀疏方法、多層壓縮塊分解方法，計算複雜度由O(N4/3logN)降低到 O(NlogN)，實現了大規模積體電路電參數的快速抽取；（5）開展了基於H-矩陣和壓縮塊分解算法的區域分解技術研究，並提出了新型插值預條件和基於壓縮塊分解技術的預條件方法，提高了矩陣方程求解效率，開發出並行程式庫。 主要創新理論成果在IEEE TAP等國際著名期刊發表論文發表論文35 篇（包括2篇已接收論文），其中SCI收錄刊物論文26篇，EI收錄論文4篇；申請發明專利5項，其中已授權發明專利2項；完成三維多層複雜大規模積體電路電磁分析軟體1套。1名學生獲得2012年國際微波毫米波會議優秀論文獎。
