1043阅读
8回复

[案例]UltraEM：助力IPD仿真

UID ：131740

注册：2019-04-16
登录：2022-05-16
发帖：98
等级：积极交流四级

0楼发表于: 2021-05-21 14:49:39

— 本帖被 faradynamics 执行置顶操作(2022-04-05) —

集成无源器件（Integrated Passive Device， IPD）芯片，简称集成无源芯片，是针对现在的射频前端模组（ RF Front-End Modules）中的无源器件尺寸大、重量重、一致性差、成本高等问题所提出的新型解决方案。基于IPD技术的无源器件具有高集成度、低插损、高谐波抑制、高品质因数和小尺寸等优点，更适合电长度更小的毫米波应用。
作为复杂的射频前端，无疑需要更多的集成无源器件。从而带来紧凑、低剖面和易于封装的前端模块。

图1-图片来自网络

然而，各种IPD芯片的设计过程，却面临着来自半导体工艺和设计工具方面的诸多挑战，主要包括：

结构复杂

先进半导体工艺介质和金属层数众多，加之IPD结构复杂，因此剖分出来的网格单元数量很多，电磁场仿真难度也大幅增加。基于传统工具的电磁仿真效率难以保障，快速准确的电磁场仿真成为制约IPD芯片设计的难题之一。
法动科技自主研发的三维全波电磁仿真器UltraEM，基于多层快速多极子(MLFMM)算法，大大降低计算复杂度。使用了高效积分方程求解器，计算复杂度为O(NlogN)，接近于线性，相比于传统矩量法的O(N²)，软件的计算效率非常之高，是同类产品的5-20倍。
软件采用自适应网格剖分，对尺寸不同的结构可以剖分出合适的网格大小，并在剖分中考虑边缘效应、趋肤效应。软件设置了三种精度，可以根据不同要求，剖分出相应的网格，也支持用户自定剖分大小。同时，由于计算复杂度近似线性，对内存的需求大大降低，计算容量更大，能够仿真更大规模的集成电路，支持高达百万剖分单元的结构。

封装效应

在微波和毫米波频段，互连结构和封装会对芯片性能产生附加影响。芯片、封装或者PCB，单靠任一级都无法在整个频段满足整个电子系统特别是三维集成微系统的设计，必须全面考虑芯片与封装、印刷电路板之间的相互影响，才能克服包括电源噪声、高速信号传输和电磁兼容在内的各种问题。因此在实际进行封装和PCB设计的时候，需要对寄生耦合、电磁干扰等进行精确分析。

法动科技UltraEM支持与SuperEM一起实现芯片-封装-PCB的自适应精度联合仿真，并对版图和封装结构进行快速优化。基于自主研发的电磁算法，可有效解决包括电源噪声、高速信号传输和电磁兼容在内的各种问题，提高准确性。“一站式”的解决方案有助于开发者快速达成缩短产品研发周期、降低开发费用和风险的目的。

图2-芯片-封装-PCB联合电磁仿真解决方案

案例1：功分器

未注册仅能浏览部分内容，查看全部内容及附件请先登录或注册

小图 | 大图图片

描述:3

图片:3.png
图片:7.png
图片:8.png
描述:11

图片:QQ图片20210521142949.png
图片:微信图片_20210521143922.png
图片:11.png

共3条评分，技术分+3 ，rf币+8

faradynamics	技术分 +1	感谢您提供的资料，期待您继续分享！	2021-12-26
wudawolf	技术分 +2	感谢您提供的资料，期待您继续分享！	2021-05-28
wudawolf	rf币 +8	感谢您提供的资料，期待您继续分享！	2021-05-28

离线wudawolf

智者不锐，慧者不傲。

UID ：7362

注册：2008-01-09
登录：2023-01-28
发帖：2635
等级：荣誉管理员

1楼发表于: 2021-05-28 05:04:16

感谢您提供的资料，期待您继续分享！

离线1453510552

射频微波PCB加工生产————小李

UID ：140964

注册：2021-03-19
登录：2021-05-30
发帖：116
等级：仿真二级

2楼发表于: 2021-05-28 09:24:09

x谢谢楼主的分享

离线faradynamics

UID ：131952

注册：2019-04-28
登录：2023-02-03
发帖：388
等级：论坛版主

3楼发表于: 2021-12-26 09:48:53

谢谢分享！

离线wudawolf

智者不锐，慧者不傲。

UID ：7362

注册：2008-01-09
登录：2023-01-28
发帖：2635
等级：荣誉管理员

4楼发表于: 2021-12-26 10:13:37

针对IPD芯片的电磁仿真，一般的电磁仿真软件由于计算容量不够，而无法完成IPD全芯片的仿真。

UltraEM优点是比一般商用电磁场计算软件计算容量大，可以做IPD全芯片电磁仿真。

离线rocketsci

四海皆兄弟，五湖会朋友

UID ：7390

注册：2008-01-10
登录：2023-01-18
发帖：628
等级：特邀技术顾问

5楼发表于: 2021-12-27 06:55:05

有价值的帖子。学习了！

离线wudawolf

智者不锐，慧者不傲。

UID ：7362

注册：2008-01-09
登录：2023-01-28
发帖：2635
等级：荣誉管理员

6楼发表于: 2022-01-19 03:19:54

集成无源器件（IPD）占据智能手机PCB板近70%的面积，因此集成是过去几年多家集成器件制造商（IDM）和外包半导体组装和测试厂商（OSAT）面临的一项挑战。随着5G通信技术的应用，现在非常适合研究多种射频IPD技术。

共2条评分，技术分+1 ，rf币+11

faradynamics	技术分 +1	积极参与讨论，再接再厉！	2022-01-20
rocketsci	rf币 +11	很有价值的讨论，希望看到更多这样的讨论。	2022-01-20

离线rocketsci

四海皆兄弟，五湖会朋友

UID ：7390

注册：2008-01-10
登录：2023-01-18
发帖：628
等级：特邀技术顾问

7楼发表于: 2022-01-20 03:02:18

很有价值的讨论，希望看到更多这样的讨论。

离线faradynamics

UID ：131952

注册：2019-04-28
登录：2023-02-03
发帖：388
等级：论坛版主

8楼发表于: 2022-01-20 16:02:31

积极参与讨论，再接再厉！

发帖回复

[案例]UltraEM：助力IPD仿真

小图 | 大图 图片

小图 | 大图图片