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国产CAE软件突破:云道智造引领电子散热新纪元,挑战全球霸主
2025-08-06 143

国产替代并非平行替代。一家国产CAE软件公司,北京云道智造给出了全新的答案。

人们很难理解看不见的现象,比如散热。当一个智能手机里面塞满了100亿颗芯片和元器件的时候,这个拥挤的世界会散发出巨大的热量。
这里有各种散热的方式,都需要在芯片设计的时候,给出明确的方案。芯片设计公司Fabless的顶级工程师,必须为热量而战斗。

当英特尔声称自己是一个“散热公司”而不是“芯片公司”的时候,我们终于知道它在说什么。

当AI服务器的GPU疯狂计算的时候,大量的电力消耗背后是深度的液冷散热方案。而服务器上面的PCB母板的镀铜层,也会越来越厚。是的,AI服务器也是吃铜的巨兽,它开始挤压此前的用铜大户:空调。
一切都为了散热。这需要设计师对散热提前进行仿真计算,从而求得最佳的材料、风道口、电流规划(涉及到热量分布)。

电子散热软件最重要的三个玩家是:Flotherm、IcePak和6Sigma。
芯片级的散热仿真软件的鼻祖,当属于英国的Flotherm软件。它在1988年开创了面向“对象”的仿真方案,也就是将CPU、半导体器件、风扇等,都分别封装。这样仿真工程师建模的工作量,就会大幅度降低。它成功地将流体力学CFD与数值传热学,以及电子行业的模型库结合在一起,独树一帜。

【插一句题外话,《数值传热学》是我在清华念研究生的时候,感受最痛苦的一门专业学科。我的导师彭晓峰教授对此有着深刻的研究,而且亲自教授这门课。然而我却学艺不精,当时的考试好像差点不及格。而在此前上的一门前置型数学课《高等数值计算》,简直就是灾难。当时授课老师姓关,要求异常严格。结业时总会出现一大批不及格的现象,该老师也被称之为“关门打狗”。一片哀嚎】

受到Flotherm的启发,CFD流体力学仿真的Fluent软件也开发了IcePak,面向电路板的散热。这意味着集成电路和电路板的电子设备的热管理需求,正在变得越来越受到关注。而从Flotherm出来的人,则开发了6Sigma的软件,并专注在机房等散热设计。

当仿真巨头ANSYS在2006年以12亿美元收购Fluent的时候,也同时斩获了IcePak。然而Icepak它以电路板级为主,依然无法撼动Flotherm的霸主角色。
又过了2年,面向芯片级设计的电子设计软件EDA三巨头之一Mentor,收购了Flotherm。
同样是电子散热仿真软件,Flotherm和IcePak分别进入了不同的阵营

ANSYS可以说是机械电气行业为主,面向宏观物理场。制造飞机、轮船、汽车都完全无法离不开ANSYS这样的仿真软禁。而Mentor(还有其他更大的两家Synopsys和Cadence)则专注于芯片和电路板,面向板级的设计。
这样的分离时刻,值得标记。因为多年之后,它们会再次相聚。
Flotherm在2000年进入中国的时候,得到了华为的精心指导。一个好的软件,其实就是好的用户培养出来的。挑剔的华为,给Flotherm提供了大量发现Bug和修正的机会。从渲染,到网格载入,都得到了很大的提升。这也进一步奠定了Flotherm在中国的垄断性地位。

而在当下,地缘政治开始影响了众多自由的商业形态。华为也需要寻找更多的供应商进入。

云道智造公司的电子散热软件,开始脱颖而出。
云道智造一开始就是从最难的流体力学求解器开始,像Fluent一样解决复杂的流体计算。

有了自己的求解器,云道就可以进一步面向电子行业嵌入热力学计算。
这与其他厂家需要靠开源的OpenFoam或者澳汰尔的Open Radios求解器,有着完全不同的根基能力。
为了解决电子散热的商业化能力,云道智造的研发人员,开始跟华为坐在同一个板凳上,依次解决所有的大坑小坑。联合创新,经历了最严厉的老师傅的眼皮子底下。

得益于华为的哺育,云道智造在电子散热方面快速成长,开始挑战Flotherm在电子散热行业的垄断性地位。如果说华为在20年前曾经精心培育一个好学生的话,现在它再次手把手地开始教会一个中国好徒弟。

这种电子散热软件的突破,容易看成是简单的国产替代。但其实,并非如此。

Flotherm求解器,最早是从科学编程语言Fortran开始起步,这很难跟GPU对接。
而云道智造采用C语言写的,一开始就考虑GPU对于渲染的价值。
这家GPU原生的CAE公司,跟传统的工业软件,有着天然的不同。

在CPU分配机制,也有不同的方式。
Flotherm只能在一个CPU之内(6核或者8核),只能在一台机上运行。而跨CPU就可以将多个CPU(4核CPU也可以参与计算),放在两台机器进行并行计算。这可以用更低的算力,完成更快的计算任务。这跟DeepSeek通过算法优化算力的分布,有着异曲同工之妙。
由于从求解器,到电子行业模块,都掌握在自己手中,云道智造可以很容易地将各种模块封装化。

这种方式,引起另外一家国内电子消费品巨头的注意:能否让仿真简单化、普惠化?
一般而言,仿真软件的使用要求更高。一个企业,前端使用CAD做设计的人员,跟后端做CAE仿真的人员,往往多出5-10倍。这也间接表明了CAE的使用过于复杂。
设计师,一般只是设计不做仿真。根据经验,部署流道,或者增减风扇。所有的验证工作都扔给下游的仿真工程师来完成。
仿真过程中有问题,再把结果反馈到上游设计师,再做更改。整个设计周期拉得很长。

云道智造开始分拆整个仿真任务,封装出很多更小的模块,例如内存、风扇的仿真,都形成单独的APP。这使得一些上游的设计人员,也可以调用轻量级的APP进行仿真,马上就能发现设计粗糙之处并优化设计。这样下游仿真的任务,也大幅度减轻。
这家电子巨头的整个产品的研发周期,大大加快。
对比来看,Flotherm缺乏调用的模块,在更小颗粒度的需求上,很难做到模块化和简易化的仿真。

因此电子消费品公司,替换Flotherm的工作,也随之开始有序展开。
新的工业软件,已经表现出跟霸主完全不同的特征。而这种替代,已经不是存量替代,而是价值提升。

此刻,这款国产商业化电子散热软件,出现的更具有特别意义。
后摩尔时代,进入到最瓶颈的地方了,线宽越来越窄,散热需求越来越大。芯片封装采用3D堆叠的方法,使得多层散热的挑战更大。而热量还会使得芯片由于热应力而变得表面翘曲。

传统的EDA厂商没有能力来解决这些问题。于是,EDA电子设计软件,与传统仿真软件开始相遇。
于是全球第一的EDA软件SYNOPSYS,以370亿美元惊天并购全球第一的仿真软件ANSYS。7月份,中国刚刚批准周期收购。而某种意义而言,这起并购,简直就是散热而来。

这场电火雷鸣的收购现场,也活跃着国内CAE公司的身影。而云道智造在电子散热软件的突破,很好地解读了这场里程碑并购的意义。国产工业软件突破,并非只有简单的对标。

在它背后,是中国芯片的崛起,无论是从制造,还是设计。
这正是中国创新的最大看点:链主倒挂金钩,与供应商的联合创新。创新的火花四溅,就在于上下游之间知识的撞击之中。



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