在应用端,5G作为基础设施将服务于智慧城市、智能电网、智能制造、AR/VR、元宇宙、边缘计算、云计算、车联网、自动驾驶、医疗和军工等各个行业和应用方向。
在产品端,5G将覆盖包括芯片、手机、手表、监控设备、无人机等在内的终端设备,和移动通信基站,以及数据中心等全线的产品,实现随时随地、人与物、物与物的连接。
目录
5G行业概述
5G研发中面临的仿真设计挑战
数字/模拟/混合芯片设计
射频前端芯片设计
芯片/封装/系统一体化设计
单元天线设计
阵列天线设计
阵列天线和射频前端的场路协同设计
便携设备天线的仿真设计
天线SAR仿真
射频连接器仿真
射频介质滤波器仿真
射频微波无源器件仿真
射频有源器件版图效应仿真
场景级电磁场仿真设计
射频系统抗干扰仿真设计
电子设备的EMC仿真设计
电子设备的结构可靠性设计
电子设备的电热耦合仿真
案例参考
RFIC VCO尺寸优化分析
芯片/封装一体化仿真
使用芯片CPM模型进行系统级性能优化分析
芯片/封装/PCB的电热分析
基站天线布局
自适应波束赋形
智能家居电磁干扰
5G室内场景仿真
5G室外仿真场景
手机天线的电热耦合仿真
以下内容截取自该篇资料
数字/模拟/混合芯片设计
(1)设计中的难点
芯片的复杂程度和工作频率的不断提高,芯片的低功耗设计问题也越来越突出,手持移动设备的广泛应用对功耗和散热提出了更高的要求;
功耗的降低要求更低的供电电压,使得芯片对电源噪声,可靠性的容忍阈值也越来越低;
翻转速率越来越高的I/O端口带来严重开关同步噪声问题。
(2)Ansys解决方案
针对数字芯片电路进行功耗分析以及功耗的优化,帮助用户在设计前期预测功耗问题,降低成本,减少设计周期;
对芯片的layout版图进行整体的仿真验证,得到整个芯片的功耗和电源噪声结果;
Ansys优势在于大capacity,能够计算传统spice仿真解决不了的全芯片级仿真问题。
射频前端芯片设计
(1)设计中的难点
传统方法使用全波电磁场工具对射频芯片进行参数抽取,这种方式保证了精度但仿真规模比较局限;
RC抽取引擎这种方式计算规模足够大但精度在超过1GHZ后会有所损失。
(2)Ansys解决方案
实现对大规模射频芯片中无源部分快速准确的电磁参数抽取,可以输出RLCK网表或S参数等多种模型,比传统工具的计算能力大几个数量级;
与Cadence/Synopsys等EDA设计软件无缝链接;
研究射频芯片内不同设计层级的复杂nets和block之间的电磁串扰问题,获取block之间的电磁耦合。
芯片/封装/系统一体化设计
(1)设计中的难点
一体化设计复杂程度越来越高:高速信号,低电压门限,高集成度;
设计周期要求严格,需要尽快交付整体方案;
降低成本,同时使得产品性能可靠。
(2)Ansys解决方案
考虑芯片性能,对芯片、封装和PCB板进行整体仿真优化;
准确提取封装和PCB板上的电磁场参数;
协同进行系统级信号完整性和电源完整性等仿真;
结合Ansys强大的多物理场求解功能,进行系统级散热和封装、板级的结构可靠性仿真等。
RFIC VCO尺寸优化分析案例
(1)仿真目的
通过把电感放置在密集走线和电容区域上方,减少65%的芯片面积;
设计目标频率30GHz,实测频率27.5GHz,需要通过仿真发现原因。
(2)仿真流程
芯片/封装一体化仿真案例
(1)仿真目的
芯片和封装的电磁协同仿真;
发现因芯片地网络和封装layer之间的电磁耦合引起电感性能恶化,进而导致噪声系数恶化。
(2)仿真流程
系统级性能优化分析案例
(1)仿真目的
对DDR Power进行优化,把芯片仿真得到的CPM模型跟PCB板一起进行仿真;
仿真使用去耦方案后,在板上和板边缘的辐射能量。
(2)仿真流程
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