随着集成电路相关领域技术的不断发展,在单片微波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC）性能不断提高、封装不断向小型化、集成化发展的同时,也产生了越来越多的可靠性问题,造成了巨大的经济损失,因此MMIC的可靠性问题逐渐成为研究的重点方向。而MMIC设计涉及多个物理场量的协同仿真与优化,其需要多个商用EDA软件协同仿真,然而各软件间数据相互传递通常是手动实现的,效率低且容易出错,因此为了快速实现协同仿真优化,获取芯片设计的全局最优参数,迫切需要基于商用EDA软件设计一个“路-场-热-力”协同设计与仿真平台,实现各EDA软件的数据输入输出以及多物理场量的自动仿真与优化。因此,多物理场量的MMIC协同设计方法与可靠性评估技术具有十分重要的研究价值。本文主要研究工作如下:1.本文基于MATLAB建立了ADS、HFSS、ANSYS、SOLIDWORKS四个软件的输入输出接口,实现了模型建立、参数修改、执行仿真、结果后处理等功能,其中建立的模型可以在HFSS、ANSYS、SOLIDWORKS中互相传递,大幅提高了建模效率。基于此完成了多物理场量设计与仿真平台的搭建,实现了多物理场量协同仿真与优化,提高了设计的效率。2.基于本文建立的多物理场量设计与仿真平台,完成了2.4 GHz瓦级整流电路的仿真与优化,仿真结果与实际测试结果的一致性证明了该平台的有效性;基于该平台完成了5瓦RDSS功率放大器芯片的电磁特性仿真,并将仿真结果与基于HFSS和ADS Momentum的传统方法获取的仿真结果进行了对比分析,进一步验证了平台的有效性、可行性。3.利用多物理场量设计与仿真平台对5瓦RDSS功率放大器芯片进行了稳态热仿真和稳态静力学仿真,并利用分区的思想实现了温度云图和温度等高图的绘制;基于稳态热仿真和稳态静力学仿真获取的数据建立了5瓦RDSS功率放大器芯片的可靠性评估模型,实现了寿命预测;同时建立了5瓦RDSS功率放大器芯片的热阻网络,并将结温的计算结果与有限元仿真的结果进行了对比分析,实现了结温的快速预测。本论文研究成果为多物理场量协同仿真提供了一种新颖的解决方案,有助于推动MMIC协同设计技术的发展,为MMIC可靠性研究奠定了工程应用基础。