Victory Device
Victory Device 的功能
Victory Device 是一款通用 2D 和 3D 器件仿真器，可根据半导体器件的物理结构预测其电学、热学和光学行为。输入结构后，它求解输运物理，输出通常需要从硅器件测得的数据：IV 和 CV 特性、击穿电压及开关行为。可用它优化器件、查明失效原因，或验证设计在新节点上的适用性。
器件仿真功能
核心仿真器
支持 2D 或 3D 漂移扩散和能量平衡输运。DC、AC 和瞬态分析均采用同一器件模型，因此偏置扫描和开关瞬态基于相同的物理机制。四面体网格划分结合针对 Delaunay 网格的 Voronoi 离散化，将器件的真实 3D 形状纳入求解。
物理模型
可编辑的材料数据库涵盖硅和化合物半导体，采用与应力相关的迁移率和带隙模型处理应变结构。需要尚未提供的模型？可在 C-Interpreter 中自行编写，或以动态链接库的形式加载。
求解器
多线程数值计算库支持分布式计算，可处理单台机器无法容纳的大型 3D 任务。每次运行均可根据研究问题，将运算精度设置为 64、80、128、160、256 或 320 位。
热、光、电路、辐射和化学模块
每个模块均与核心仿真器协同工作，为同一器件增加一个物理领域。
Giga — 自热
Giga 在计算器件电学行为的同时计算其局部温度。热量在器件中产生、通过晶格传导并流入散热器，与温度相关的材料参数随热量传输而更新。大多数功率器件的工作温度足够高，这种耦合会影响其日常运行。
Luminous — 光学
Luminous 可在 2D 或 3D 中追踪进入任意形状非平面器件的光，计算光被吸收的位置及产生的光电流。它考虑器件内外的反射、折射、偏振和色散，可采用单一波长或完整光谱。结果包括 DC、AC、瞬态及光谱响应，并提供专为光电子器件设计的参数提取功能。
频域：光线追迹、传输矩阵、模式求解器、光束传播。时域：光线追迹、FDTD。
MixedMode — 电路协同仿真
MixedMode 将一个或多个基于物理的 2D 或 3D 器件放入 SPICE 网表，同时求解电路和器件。网表其余部分采用行业标准紧凑模型、Verilog-A 和常规无源元件，包括寄生电阻、电容和电感。当器件尚无可靠的紧凑模型时，可使用此模块。它也适用于关键器件所需精度超出紧凑模型能力的情况。
Radiation Effects — REM
Radiation Effects Module 涵盖绝缘体中的总剂量效应、单粒子效应、剂量率效应和位移损伤。单粒子事件沉积的电荷取决于光电流密度和线性能量传递。位移损伤可通过非电离能量损失模型或自行定义的晶格缺陷层进行模拟。如果内置物理模型不足，可利用 C-Interpreter 例程构建自己的光生载流子、复合和电荷俘获模型原型。
Electro-Chemistry
此模块在器件仿真的同时，跟踪电化学反应及问题所需任意数量化学物种的输运。可用于可靠性研究中的氢输运，包括偏压应力和辐射暴露。它还涵盖 CBRAM 和 OxRAM 等电阻式存储器，以及电池和半导体离子传感器中的离子输运。
在 TCAD 流程中的位置
其结构来自 Victory Process；若现有结构需要细化，则来自 Victory Mesh。
输出的特性用于三个后续步骤：紧凑模型、参数扫描和代理模型。
输入
Victory Process 或 Victory Mesh
器件结构
基于 Victory Device 的已发表研究
一家晶圆代工厂、一所大学和一家功率半导体制造商，各自研究自己的器件。
SURGE 2026 专题报告
2022 年 2 月
利用 Victory 3D 仿真研究 375V 部分 SOI SJ LDNMOS 的击穿电压
在 375 V 下，X-FAB 的 2D 终端结构已无法满足要求。团队设计了 3D 终端，将器件划分为子域，再合并并重新划分网格以进行完整 3D 器件仿真。优化后的终端达到 460 V 击穿电压。
Elizabeth Kho Ching Tee 博士，X-FAB 高压工艺开发团队技术人员
SURGE 2026 专题报告
2025 年 7 月
使用 Silvaco Victory 工具进行先进逻辑 FinFET/纳米片仿真
针对 3 nm 以下的全环绕栅纳米片和 FinFET 建模，考虑量子限域、能带结构修正、应变和迁移率退化。重点介绍校准方法：如何将 Victory Device 结果与实验数据进行核对。
Zhenhua Wu，Zhejiang University 教授
Simulation Standard
2025 年 7 月
1200 V 垂直 GaN FinFET 的 TCAD 击穿仿真
垂直 GaN FinFET 的完整流程：在 Victory Process 中进行工艺仿真，在 Victory Mesh 中划分网格，在 Victory Device 中模拟电学行为。论文列出了使用的每个模型：Shockley–Read–Hall 和 Auger 复合、带间和 Schottky 隧穿、碰撞电离以及自热。
Khaled Ahmeda、Nereus Agbo 和 Xiang Li，Dynex Semiconductor
Victory Device 资源
产品简介
2022 年 2 月
产品简介
2022 年 2 月
演示文稿
2022 年 2 月
演示文稿
2022 年 2 月
演示文稿
2022 年 2 月
白皮书
2022 年 2 月
三种入门方式
评估、使用或遇到问题——这些需求有各自对应的入口。
常见问题
Victory Device 仿真哪些内容？
器件仿真可在制造之前预测半导体结构的行为。Victory Device 在 2D 和 3D 中求解漂移扩散及能量平衡输运，以分析 DC、AC 和瞬态行为。扩展模块涵盖自热、光吸收、SPICE 协同仿真、辐射损伤和电化学。
什么产品取代了 Atlas？
Atlas 已退役。Victory Device 是 Silvaco 目前用于 2D 和 3D 器件工作的仿真器，并兼容 Atlas 旧有项目。迁移现有 Atlas 项目之前，请与我们的技术专家讨论其依赖的结构和物理模型。他们会先逐一核实这些内容与 Victory Device 的兼容性。
Giga、Luminous 和 MixedMode 是什么？
这三个模块与 Victory Device 核心仿真器配合运行。Giga 在同一次求解中计算自热和器件物理。Luminous 增加光吸收和光生载流子计算，采用从光线追迹到 FDTD 的五种方法。MixedMode 对基于物理的 TCAD 器件与 SPICE 电路其余部分进行协同仿真。
Victory Device 能否仿真功率器件的自热？
可以。Victory Device 的 Giga 模块将热问题与电学问题耦合。热量在器件中产生、通过晶格传导并由散热器移除，材料参数随局部温度变化。因此，电学结果反映了器件在负载下的实际工作温度。
能否将 TCAD 器件放入 SPICE 电路？
可以，使用 MixedMode 模块即可。将一个或多个 2D 或 3D TCAD 器件与紧凑模型和 Verilog-A 一同放入 SPICE 网表，即可让电路设计人员在紧凑模型拟合之前，针对仍在开发中的器件进行测试。
如何结合 Victory Device 与 Utmost IV 构建紧凑模型？
Victory Device 仿真 IV 和 CV 特性，Utmost IV 则从这些曲线中提取 SPICE 紧凑模型。电路团队可在硅器件制造出来之前获得用于设计的模型。晶圆返回后，可在 Utmost IV 中对实测数据执行同样的提取。