熱設計工程師突圍指南：如何借助“秘密武器”提升研發競爭力？

熱設計網 2025-03-05

如今，電子設備已成為人們生活中不可或缺的一部分，無論是手機、電腦、平板還是智能家居，都深度融入了我們的日常。隨著人工智能等技術的飛速發展，電子產品的功能日益強大，功耗也隨之提高，發熱問題愈發嚴重，導致設備體驗不佳、性能下降甚至使用壽命縮短。

根據熱力學第二定律，熱管理必然會成為高端電子產品面臨的核心挑戰之一，其成本占比將持續上升且不可逆轉。許多頭部廠商已經意識到熱管理的重要性，大幅提高了熱設計工程師的薪酬，使其成為近年來研發團隊中薪資增長最快、重要性不斷提高的關鍵崗位之一。

熱設計工程師的價值

熱設計雖非高難度工作，但也需要扎實的專業知識儲備。熱設計工程師需要熟悉市面上最先進、常用且最經濟的散熱物料，并通過專業判斷，剔除那些虛標參數、夸大其詞的供應商。許多時候，一個專業的熱設計團隊足以震懾那些以次充好、虛報高價或虛報低價的供應商，幫助公司規避不必要的損失。

除了不斷學習熱管理行業知識，熱設計工程師還需要通過大量實踐積累經驗。電子產品千變萬化，迭代迅速，不存在通用的解決方案。要實現最優設計，必須對多種效果相近的方案進行細節對比，通過測試或仿真模擬進行排序和篩選。這一過程需要熱設計工程師具備關鍵能力——熱仿真工具的應用。

掌握熱仿真工具的熱設計工程師，能夠顯著縮短研發周期、降低研發成本、提升產品品質，成為各大公司爭搶的人才。

熱仿真：提升研發競爭力的秘密武器

溫度的影響因素極為復雜，即使是頂尖的熱設計專家，也難以僅憑經驗快速判斷出參數改動對溫度的具體影響。尤其在設計逼近最優解時，細微改動的影響往往難以通過定性分析準確把握。

熱仿真的本質是數值實驗，能夠在產品打樣生產之前，在數字虛擬環境中模擬產品在不同工作狀態下的溫度分布，從而指導散熱設計的優化。工程師借助熱仿真軟件，可以靈活、高效調整、優化與驗證方案，快速積累設計經驗。

此外，熱仿真工具的使用對正向研發的推進至關重要。根據我多年的從事熱設計工作的經驗來看，要讓結構或硬件工程師按照你的方案進行修改，必須提供具體的依據來說服他們。例如，建議加大進風口的開孔率以滿足散熱要求時，結構工程師可能會反問：要加大到多少？是否能確保加大后散熱問題得到解決？此時，仿真結果就能提供有力支持。當然，實體打樣進行物理測試也能達到類似效果，但時間和成本可能要高出數倍。

國內外熱仿真軟件現狀

熱仿真作為計算流體動力學的一個分支，其底層原理涉及流體力學、傳熱學、高等數學、線性代數等多個復雜領域。隨著商業化熱仿真軟件的成熟，其使用門檻已大幅降低。對于希望掌握熱仿真技能的專業人士而言，首要任務是選擇一款合適的熱仿真軟件。

目前，在電子散熱領域，國外廠商仍占據主導地位，如Simcenter Flotherm、Ansys Icepak、Celsius EC Solver（原6SigmaET）等備受推崇?；谶^往的工作經歷，我對這些軟件，特別是Flotherm和Icepak，有著深入的了解和使用體驗。Celsius EC Solver我也試用過，功能也相當不錯，能明顯感受到Flotherm的影子，并修正了Flotherm中的諸多不便操作，但由于國內學習資源相對匱乏，流行度遠不如前兩者。

近年來，國產熱仿真軟件正逐漸嶄露頭角。其中，Simdroid-EC尤為引人注目。這是國內CAE廠商云道智造基于其伏圖（Simdroid）平臺開發的電子散熱仿真模塊，其功能與性能完全可以與上述國際主流熱仿真軟件相媲美，部分功能與性能甚至實現了超越。據悉，Simdroid-EC已經在國內某電子通信龍頭企業、芯片龍頭企業得到國產替代應用。

Simdroid-EC的獨特優勢

最近，我試用了Simdroid-EC，效果令人眼前一亮。作為一款對標國際主流熱仿真軟件（如Flotherm、Icepak）的國產高性能工具，Simdroid-EC憑借其技術創新與本土化設計，在用戶體驗、計算效率、功能擴展性等多個維度展現出顯著優勢，可以為工程師提供更智能、更高效的仿真解決方案。以下是我體驗到的Simdroid-EC核心優勢：

一、極致友好的操作界面，可快速上手

1.清晰直觀的工作流設計

通過模塊化流程引導，從模型導入、網格劃分、邊界條件設置到求解和后處理，均遵循工程師思維邏輯，大幅降低了初學者的學習門檻，真正實現了“零基礎快速仿真”。

2.中英文雙語界面與通俗化術語

支持界面語言一鍵切換，搭配本土化術語庫，徹底解決了外文軟件專業詞匯晦澀難懂的問題，顯著縮短用戶適應周期。

3.一體化集成操作環境

所有核心功能集成于統一界面，無需跨平臺切換或多窗口操作，減少冗余操作，提升建模專注度。