近年来,随着无线通信技术的快速发展以及人们对便携化、高性能电子设备的需求,电子产品的研发设计一直致力于体积小型化和功能多样化。电子产品的封装集成密度越来越高。但是由于高密度的集成结构体积小、散热差,在器件工作时有较强的自热效应,这会使得器件的性能衰退。因此,仅分析单个物理场难以对集成器件的性能做出准确估计,必须借助多物理场分析手段。另外,由于集成结构的多物理场分析所求解的问题规模大,求解时间很长,就需要采用并行计算的方式进行求解。本文基于有限元方法提出了无源集成结构中电磁-热耦合算法以及有源集成结构中电-离子浓度-热耦合算法,并将算法在高性能并行计算平台(JAUMIN)上实现,使得该算法可并行求解大规模集成结构中的多物理问题。在无源集成结构的仿真模拟中,本文先无源集成滤波器中电磁-热效应和进行了研究,阐述了自热效应对器件S参数的影响。随后,本文对系统封装中由于芯片发热对其周围无源滤波器滤波特性的影响做了研究。在有源集成结构的仿真模拟中,本文详细描述了阻变存储器阻变现象,该物理现象是电流连续分布、热传导和离子迁移三种物理过程耦合的结果。论文较为系统地研究了不同因素对阻变存储器阻变特性影响,并对1D1R阻变存储器三维阵列的热串扰效应进行了模拟。