随着IC制造工艺进入亚微米时代,传统的SPICE电路模拟器已难以满足大规模IC集成电路的设计需求,因此随机行走算法作为更有效的设计方法得到广泛应用。但现有的加速策略解决大规模电源网络动态分析问题还存在一定局限性。为解决现有加速策略的不足,提出了基于变步长的随机行走加速算法,并在此基础上分析其相对于传统加速策略的优越性。接下来本文做因素不同的实验对比,结果证明变步长加速算法相较于传统加速算法有明显效率提升。此外,随着电源网络规模的不断扩大,采用随机行走算法程序的运行空间也面临极大挑战,为解决此问题,本文通过对传统加速算法做出优化,初步提高了单位运行空间的利用率。接着文章在对随机行走算法的运行轨迹进行分析后得出其具有局部性特征。基于此特征,本文提出了能够进一步使运行空间得到释放的解决方法。接着对不同规模电源网络进行验证实验,结果证明该方法是合理且有效的。之后本文重点研究了电源网络噪声问题,首先讨论了基于随机行走算法的电源网络开关噪声分析技术,并建立等效RLC电源网络模型,接着通过推导证明了RLC网络模型和随机行走问题模型具有相似性,并利用随机行走算法进行了实验分析。接着设计应用变步长随机行走算法分析电源网络噪声模型的实验,结果证明算法效率得到有效提升。最后重点讨论IC芯片热分析问题,首先建立IC电源网络的热等效RC网络模型,并研究随机行走算法分析热等效模型的应用技术,之后通过实验证明随机行走算法能分析热等效RC网络。之后在此基础上设计应用变步长随机行走算法以及运行空间优化技术处理大规模热等效网络模型的实验,结果证明能提高算法运行效率和节省程序运行空间。