系统级封装是实现电子系统多功能化、小型化、低功耗、低成本的主流技术。随着集成度的不断提高，三维系统级封装中的电磁场、热场、力场相互耦合的特性越来越明显，进行电磁、热与应力的协同分析与设计是必然的发展趋势和要求。本项目针对系统级封装在多物理场仿真和设计集成领域面临的关键基础理论与技术难题进行深入研究，取得了一系列重要的理论成果和关键技术突破。开发了适用于复杂三维系统级封装结构的一系列高效多物理场仿真算法，在此基础上自主开发了功能强大的ETS多物理场实用化仿真软件，已在中物院等多家单位得到应用。设计发明了低损耗、高带宽的高速互连技术和多款高性能的高速信道噪声抑制结构。基于多通道并行传输的基片集成同轴互连阵列，通道间的隔离指标优异，可实现太比特的数据传输率（设计样品支持的最高速率为1.35Tbps，为文献报道的电互连最高数据速率），成功解决了系统级封装芯片间的高速率数据传输难题，已在华为公司试用。提出了电磁-热-应力的协同分析设计方法并成功研制了射频前端模块的系统级封装样品。采用电-热-应力多物理场协同分析技术，揭示了无源元件、有源器件、互连结构和芯片模块及其封装结构的性能参数随温度与应力的变化规律。基于BCB工艺实现了多芯片的封装集成，样品的多物理仿真分析结果与实测结果的一致性较好。在此基础上对工作频率为30GHz的射频前端收发模块进行了协同设计和封装制备，性能指标达到设计要求，体积和重量比现有射频前端模块缩小50%以上。基于项目成果，在IEEE汇刊等权威期刊和会议上发表论文67篇，获得IEEE亚太微波会议（APMC）等国际知名学术会议最佳论文（包括最佳学生论文）4篇，出版学术专著1部，申请国家发明专利10项，软件著作权7项。培养了多名青年学术骨干人才，包括国家自然科学基金青年科学基金获得者2人，德国洪堡学者1人，国际无线电科学联合会(URSI)青年科学家奖获得者1人。项目负责人当选为中国科学院院士。 2100433B