公开(公告)号：CN114297895B

公开(公告)日：2024-06-28

申请号：CN202111638829.0

申请日：2021-12-29

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 鲍华 ,  胡跃

IPC: G06F30/23 ,  G06F119/08

Abstract: 本发明涉及一种基于高效求解声子玻尔兹曼输运方程的半导体热仿真方法，包括根据半导体器件结构，确定计算域、边界条件类型和声子特性；将计算域划分网格，构建并求解声子玻尔兹曼输运方程，将关于速度方向的积分转变为求和形式，将关于空间的偏微分转变为代数形式；初始化后采用CPU或GPU并行求解声子频带的代数方程组得到能量分布的增量，更新能量分布，然后采用CPU或GPU并行求解宏观能量守恒方程更新平衡态能量分布；进行迭代计算直至达到收敛，获取最终的能量分布，计算出半导体器件的温度场。与现有技术相比，本发明可以在个人电脑上几小时完成半导体器件热仿真，在大规模集群上时间可以进一步缩短，满足实际应用需求。

公开(公告)号：CN110275733B

公开(公告)日：2022-11-22

申请号：CN201910564493.4

申请日：2019-06-27

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 文敏华 ,  刘永志 ,  林新华 ,  鲍华 ,  沈泳星 ,  胡跃 ,  王一超 ,  韦建文

IPC: G06F9/38 ,  G06F17/12 ,  G06F17/16

Abstract: 一种基于有限体积法求解声子玻尔兹曼方程的GPU并行加速方法，通过划分非结构网格，确定边界条件和计算参数并初始化能量密度分布后，从CPU内存向GPU显存传输每个网格单元之间的影响系数；然后计算声子散射项，并使用稳定双共轭梯度法(BiCGSTAB)求解线性方程组，对每个网格单元的能量密度分布进行更新并通过GPU对声子模式温度分布和平衡态分布函数进行更新，最后通过比较每个网格单元的能量密度分布更新前后的变化，并当满足收敛条件时停止计算并输出结果。本发明在GPU上并行计算求解过程中的主要迭代部分，CPU负责整个计算过程的数据读取、数据输出以及计算流程控制，从而显著提高了计算效率。

公开(公告)号：CN114297895A

公开(公告)日：2022-04-08

申请号：CN202111638829.0

申请日：2021-12-29

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 鲍华 ,  胡跃

IPC: G06F30/23 ,  G06F119/08

Abstract: 本发明涉及一种基于高效求解声子玻尔兹曼输运方程的半导体热仿真方法，包括根据半导体器件结构，确定计算域、边界条件类型和声子特性；将计算域划分网格，构建并求解声子玻尔兹曼输运方程，将关于速度方向的积分转变为求和形式，将关于空间的偏微分转变为代数形式；初始化后采用CPU或GPU并行求解声子频带的代数方程组得到能量分布的增量，更新能量分布，然后采用CPU或GPU并行求解宏观能量守恒方程更新平衡态能量分布；进行迭代计算直至达到收敛，获取最终的能量分布，计算出半导体器件的温度场。与现有技术相比，本发明可以在个人电脑上几小时完成半导体器件热仿真，在大规模集群上时间可以进一步缩短，满足实际应用需求。

公开(公告)号：CN110275733A

公开(公告)日：2019-09-24

申请号：CN201910564493.4

申请日：2019-06-27

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 文敏华 ,  刘永志 ,  林新华 ,  鲍华 ,  沈泳星 ,  胡跃 ,  王一超 ,  韦建文

IPC: G06F9/38 ,  G06F17/12 ,  G06F17/16

Abstract: 一种基于有限体积法求解声子玻尔兹曼方程的GPU并行加速方法，通过划分非结构网格，确定边界条件和计算参数并初始化能量密度分布后，从CPU内存向GPU显存传输每个网格单元之间的影响系数；然后计算声子散射项，并使用稳定双共轭梯度法(BiCGSTAB)求解线性方程组，对每个网格单元的能量密度分布进行更新并通过GPU对声子模式温度分布和平衡态分布函数进行更新，最后通过比较每个网格单元的能量密度分布更新前后的变化，并当满足收敛条件时停止计算并输出结果。本发明在GPU上并行计算求解过程中的主要迭代部分，CPU负责整个计算过程的数据读取、数据输出以及计算流程控制，从而显著提高了计算效率。