在微米/纳米电子学技术（比如MEMS）快速发展的推动下，电子元器件的结构也逐步向亚微米级别和纳米级别发展。为了设计高可靠性、低成本的器件结构，我们应该理解裂纹的形成和扩展是器件的化学成分、制造过程和温度与湿气条件等因素综合作用的结果。但是，由于目前实验方法不足，尚不能通过实验有效地获取界面的性质，比如模式角、能量释放速率（G）或应力强度因素（K）等。因此，我们需要这样的一种数值模型：该模型已经被实验结果证实，且能预测模拟角度、能量释放速率（G）或应力强度因素（K）。
为了理解和预测脱层的产生和传播，综合连续有限元模拟方法和分子动力学方法的建模将是一种前景广阔但极具挑战的方法。在脱层的产生和传播中，三种主要作用（化学相互作用、物理相互作用和力学联锁）的作用尺度分别接近0.5nm、10nm和100nm。但是，失效的连续性模型，比如断裂力学、内聚区和面积释放方法，都可用于约500μm以上的尺度范围。但是，由于计算效率的限制，只有多尺度模拟方法结合了这两种方法。
在纳米尺度范围内，预测界面系统的形成和传播会面临着无数的挑战，这是因为：
1）材料和界面的缺陷。材料和界面（比如合成、固化和电镀）的制造过程会造成一些缺陷（比如点缺陷、断层或晶界）。理论上来讲，应该对这些缺陷的分布样式进行仔细测量，使模拟能够代替材料的实际力学响应。但是这些分布形式与材料和制造过程有关，有时很难测量，尤其是在界面处。(www.xing528.com)
2）缺乏有效的力场。目前可用的势函数（力场）都是根据材料性能得到的，而且能够很好地预测材料性能。但是，只有为数不多的力场是针对界面力学设计的。
3）多尺度的建模方法缺乏鲁棒性。采用分子动力学来模拟粗糙度级别（将近100nm）的现象会导致计算时间冗长。相反地，基于连续性假设的方法很难清楚地描述界面上的化学/物理相互作用。
4）缺乏界面的精确化学结构。如果忽略力学联锁，因为化学键强度的量级要远远大于物理键，所以界面上化学键所占比例直接关系到总的界面强度。但是这一比例依赖于结构的表面处理、加工过程、材料等，故很难通过实验来确定该比例。
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