Simcenter FLOEFD 2606: Fünf neue Funktionen, die Elektronikkühlung effizienter machen

Mit der neuen Version 2606 hat Siemens seine CAD-integriertes CFD-Software Simcenter™ FLOEFD™ gezielt für die thermische Analyse von Elektronikbaugruppen weiterentwickelt. Im Fokus stehen dabei wiederverwendbare Komponentenbibliotheken, eine detailliertere Abbildung von Halbleiter-Dies, eine effizientere PCB-Thermalanalyse sowie eine tiefere Automatisierung über die API. Für Entwicklungsteams, die täglich mit komplexen Baugruppen, engen Zeitplänen und wachsendem thermischem Druck durch immer kompaktere Designs zu kämpfen haben, lohnt sich ein genauerer Blick auf fünf der wichtigsten Neuerungen. 

1. Library Ecosystem und Browser: validierte Bauteile per Klick wiederverwenden 

Jedes Mal, wenn Ingenieure ein Bauteil oder eine Baugruppe neu mit Randbedingungen definieren müssen, steigt das Risiko für Inkonsistenzen – und wertvolle Zeit geht verloren. Genau hier setzt der neue Library Browser an: Er erlaubt es, mehrere lokale oder gemeinsame Netzwerkspeicherorte als Bibliotheksquellen einzubinden und validierte Komponenten und Baugruppen direkt als Unterbaugruppe in ein Modell zu übernehmen. FLOEFD-Features werden dabei automatisch über die Funktion „Aus Komponenten hinzufügen“ angewendet, native CAD-Modelle lassen sich als Bibliothekselemente nutzen. 

Der Mehrwert für die Praxis: 

• Schnelleres Modellaufsetzen durch sofortige Wiederverwendung geprüfter Komponenten 

• Weniger Fehler durch manuelle Eingabe von Eigenschaften 

• Einheitliche Standards, da alle Teammitglieder auf dieselbe Bibliothek zugreifen 

Ergänzt wird das Ganze durch zwei weitere Detailverbesserungen: Parameter von Bibliothekskomponenten lassen sich jetzt direkt in der Komponenten-Explorer-Tabelle bearbeiten, ohne Unterprojekte zu öffnen oder Kopien anzulegen – praktisch, wenn hunderte Instanzen individuell konfiguriert werden müssen. Zusätzlich können lokale Netzeinstellungen jetzt auf Basis einer absoluten Zellgröße statt relativer Werte definiert werden, sodass die Netzexpertise eines Bibliotheksautors modellunabhängig erhalten bleibt. 

2. Smart Die: Hotspots im Chip zuverlässig aufspüren

Moderne Halbleiter-Dies haben selten eine gleichmäßige Verlustleistung – Leckströme und lokale Lastspitzen können Hotspots erzeugen, die in vereinfachten, uniformen Die-Modellen schlicht unsichtbar bleiben. Mit dem neuen Smart-Die-Feature lässt sich ein einzelner Die mit komplexer Leistungsverteilung in hunderte oder tausende Polygone mit individuellem Leistungsverhalten unterteilen – aufbauend auf der bewährten „Mesh-in-Mesh“-Technologie von Smart PCB. 

Im Smart-Die-Dialog definieren Anwender unter anderem: 

• den Körper, der die Die-Fläche repräsentiert, sowie das zugehörige Koordinatensystem 

• die Anzahl der „Kacheln“ entlang der längsten Seite zur Steuerung der Detailtiefe 

• das Die-Material aus der Engineering-Datenbank (auch orthotrop und temperaturabhängig) 

• die Anfangstemperatur des Die 

Die Polygondaten selbst können komfortabel per CSV importiert werden – FLOEFD erkennt automatisch, ob es sich um eine reine Geometrietabelle, diskrete oder flächendeckende Quellen aus Flotherm oder eine vollständige FLOEFD-Polygontabelle mit dynamischer Leistung, Derating-Faktor und Leckstrommodell handelt. Damit lassen sich thermische Schwachstellen, die reine Durchschnittsbetrachtungen übersehen würden, schon früh im Systemkontext erkennen – ein klarer Gewinn für die Zuverlässigkeit von IC-Packages und eine erhöhte Genauigkeit des Simulationsmodells. 

3. Smart PCB: FEM-basierte Thermalanalyse für konsistentere Ergebnisse 

Die beliebte Smart-PCB-Funktion für die recheneffiziente Leiterplattenanalyse wurde um eine FEM-basierte, prismatische Vernetzung für die thermische Auswertung erweitert. Das Ziel: weniger Abhängigkeit vom gewählten Netz und gleichzeitig erweiterte Visualisierungsmöglichkeiten für Ergebnisse. 

Konkret profitieren Anwender von: 

• konsistenteren Ergebnissen durch geringere Netzabhängigkeit 

• glattere Wärmestromdarstellungen in Schichten oder Schnittebenen, mit denen sich thermische Engpässe präzise lokalisieren lassen 

• reduziertem Speicherbedarf und schnellerer Analyse gerade bei hochdichten Boards mit komplexem Layout 

Für Leiterplatten mit vielen feinen Leiterbahnen und dichter Bestückung – ein Alltagsszenario in der Leistungselektronik – bedeutet das: belastbarere Aussagen zu thermischen Hotspots, ohne die Modellgröße künstlich aufblähen zu müssen. 

4. EDA Bridge Automation über die API: geschlossene Optimierungsschleifen 

Wer PCB-Thermalanalysen iterativ mit EDA-Daten abgleichen möchte, kannte bisher den manuellen Aufwand beim erneuten Import über die EDA Bridge. Mit Version 2606 lässt sich die EDA Bridge nun „headless“, also ganz ohne Benutzeroberfläche, über eine neue API-Funktion initialisieren und aufgezeichnete Skripte automatisiert ausführen.

Das eröffnet neue Automatisierungsszenarien: 

• vollständig automatisierte Optimierungsschleifen über mehrere Disziplinen hinweg 

• kein manueller Eingriff mehr beim EDA-Import während iterativer Analysen 

• unbeaufsichtigte Optimierungsläufe, die EDA-, Thermal- und Strömungsanalysen kombinieren 

Ergänzend wurde die FLOEFD API insgesamt erweitert – unter anderem um Funktionen zum Verschieben von Komponenten und zum Hinzufügen aus Bibliothekskomponenten, viele davon direkt auf Kundenwunsch umgesetzt. Für Teams, die Simulation in bestehende PLM- oder ECAD-Workflows einbetten wollen, ist das ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu durchgängig automatisierten Prozessen.

5. Bis zu doppelt so schnell: Speed-up für hunderte 2R-Widerstände auf Smart PCB 

Analysen mit sehr vielen Zwei-Widerstands-Komponenten (2R) auf einem Smart PCB konnten bislang spürbar Rechenzeit kosten. Durch eine optimierte Behandlung nicht-konformer Netzkontakte mit hohen Zellgrößenverhältnissen liefert Simcenter FLOEFD 2606 hier einen messbaren Sprung: In einem Beispiel mit 200 2R-Komponenten sank die Solverzeit von 12 Minuten (Version 2512) auf 7 Minuten (Version 2606) – nahezu eine Verdopplung der Geschwindigkeit bei weiterhin präzisen Sperrschichttemperaturen. 

Der Praxisnutzen: 

• deutlich kürzere Wartezeiten in Designiterationen 

• kein Umweg mehr über den Austausch von Komponenten gegen einfache Wärmequellen nötig, um Rechenzeit zu sparen 

Gerade bei leistungselektronischen Baugruppen mit vielen diskreten Bauteilen macht sich dieser Geschwindigkeitsgewinn direkt im Entwicklungsalltag bemerkbar. 

Was das für Ihre Projekte bedeutet 

Ob wiederverwendbare Bibliotheken, präzisere Die-Modelle, effizientere PCB-Analysen oder tiefere API-Automatisierung: Simcenter FLOEFD 2606 macht die thermische Simulation von Elektronikbaugruppen schneller, robuster und besser in bestehende Entwicklungsprozesse integrierbar. 

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