Ansys Circuit的案例
2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于 Ansys HFSS 與 Circuit 的 LPDDR4X 接口系統(tǒng)級 EMI 仿真
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</figure><p class="ql-align-center"><strong>作品名稱：基于 Ansys HFSS 與 Circuit 的 LPDDR4X 接口系統(tǒng)級 EMI 仿真</strong></p><p class="ql-align-center"><strong>作者： 程炳坤/江勇/張孝法/朱凱 | 恩智浦半導(dǎo)體蘇州分公司 系統(tǒng)工程師</strong></p><p class="ql-align-center"><strong><em>關(guān)鍵詞：</em></strong><em>LPDDR4X, Ansys HFSS, Circuit, SoC系統(tǒng)EMI仿真</em></p><p><strong>作者說</strong></p><p>Ansys HFSS + Circuit為EMI仿真提供了一個切實有效的解決方法，是理想可靠的仿真工具，幫助我們快速定位問題根源并通過仿真的方式找到最快最省錢的解決方案。同時，該工具也為我們在后續(xù)項目的開發(fā)與設(shè)計階段開展系統(tǒng)級 EMI 仿真與優(yōu)化提供了可行且高效的支持。
展開 光收發(fā)器信號完整性分析（包含封裝效應(yīng)）-AEDT-INTERCONNECT互操作性
在此示例中，Ansys Circuit和INTERCONNECT用于對2.5D集成光收發(fā)器進行電光信號完整性仿真。該收發(fā)器由通過interposer層連接的電集成電路(EIC)和光子集成電路(PIC)組成。
Ansys Circuit用于對信號路徑的電學(xué)部分進行建模，INTERCONNECT用于對光學(xué)部分進行建模。單向信號傳輸用于連接信號路徑的電學(xué)部分和光學(xué)部分。Interposer層上的信號路徑使用Ansys HFSS 3D電磁仿真計算出的S參數(shù)進行建模。
概述
了解仿真工作流和關(guān)鍵結(jié)果。
收發(fā)器信號路徑始于EIC上的driver，該driver通過interposer將10Gb/sNRZ信號發(fā)送到PIC上的耗盡型環(huán)形調(diào)制器。調(diào)制后的光信號經(jīng)過一個代表信道損耗的衰減器，到達接收器上的光電探測器。光電流驅(qū)動接收信號通過interposer層返回到EIC上的電阻。
步驟1：發(fā)射器電路
該電路用于仿真EIC上的driver和PIC上的環(huán)形調(diào)制器之間發(fā)射器信號路徑的電學(xué)部分。
發(fā)射器電路由代表調(diào)制器driver的電壓源、Interposer層的狀態(tài)空間模型單元以及環(huán)形調(diào)制器的等效電路組成。Interposer層狀態(tài)空間模型基于Ansys HFSS進行3D電磁仿真計算出的電S參數(shù)生成。
環(huán)形調(diào)制器等效電路由兩個電阻和一個電容組成，分別代表調(diào)制器PN結(jié)的電阻和電容。等效電路中結(jié)電容兩端的電壓保存在一個文本文件中，并在下一步中用作環(huán)形調(diào)制器光學(xué)模型的輸入。
步驟2：光信道
Lumerical INTERCONNECT用于模擬由激光源、發(fā)射器和接收器組成的光信道。
上一步中記錄在文本文件中的電壓由“Signal Voltage”元件讀取，并用于驅(qū)動發(fā)射器中的環(huán)形調(diào)制器模型。
展開 報名 | Ansys Lumerical光子集成電路PIC Circuit 設(shè)計與仿真
溫馨提示：由于內(nèi)容豐富，本場會議已由原計劃1小時延長至3小時，會議時段更新為：14:00 - 17:00
光子集成電路 (Photonic Integrated Circuit, PIC) 由于具備可實現(xiàn)高速光電轉(zhuǎn)換、高頻寬、低損耗等特性，并且可以大幅縮減模組尺寸及成本，是未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
Ansys Lumerical 為設(shè)計人員提供高性能光子仿真軟件，提供專門用于光子器件、電路和系統(tǒng)設(shè)計的模擬環(huán)境。針對PIC的應(yīng)用，Lumerical提供包括光子有源器件，無源器件及circuit芯片級的完整解決方案。7月15日，Ansys 即將推出網(wǎng)絡(luò)研討會【Ansys Lumerical光子集成電路PIC Circuit 設(shè)計與仿真】。
本次培訓(xùn)將以PIC Circuit設(shè)計作為范例，針對INTERCONNECT和CML Compiler產(chǎn)品作深入淺出的介紹 - 從演算法到實際范例演示，包括完整軟件的操作、分析及設(shè)計流程。
時間：7月15日（星期四），14:00-17:00
講師介紹：
陳奕豪博士
陳奕豪(Yi-Hao Chen)畢業(yè)于臺灣大學(xué)電機系，后于美國密西根大學(xué)電機研究所主修光學(xué)，研究奈米光學(xué)元件取得電機博士學(xué)位。他于2019年加入臺灣Lumerical，現(xiàn)為臺灣Ansys Lumerical應(yīng)用工程師，主要負責(zé)亞太地區(qū)技術(shù)支持、協(xié)助客戶使用Lumerical產(chǎn)品進行研發(fā)工作。
展開 2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于Ansys平臺的大尺寸車載屏高速信號的仿真實踐
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：基于Ansys平臺的大尺寸車載屏高速信號的仿真實踐
作者： 常志，洪先長，高孝濤 | 天馬汽車電子有限公司
關(guān)鍵詞：Ansys仿真平臺；車載屏；高速信號；多目標拓撲
作者說
Ansys工具能夠通過精準施策，全面提升產(chǎn)品的信號傳輸效率、抗干擾能力、阻抗匹配精度及電磁兼容性，不僅使產(chǎn)品各項性能指標達到設(shè)計標準，更為其在高頻、高可靠性應(yīng)用場景中的推廣與應(yīng)用提供了有力支撐，具有重要的實際應(yīng)用價值與技術(shù)參考意義。未來研究方向包括多板級系統(tǒng)仿真集成（如顯示屏與ADAS模塊的互擾分析）以及AI驅(qū)動的自動優(yōu)化算法應(yīng)用，以進一步適應(yīng)6G車載通信需求。
隨著大屏顯示技術(shù)的不斷演進，大尺寸顯示屏不僅朝著高分辨率、高刷新率方向快速發(fā)展，且因屏幕尺寸持續(xù)增大，需要同時驅(qū)動的多顆 Display IC數(shù)量，這使得高速信號鏈路的信號完整性（SI）和電源完整性（PI）問題日益突出。本論文基于Ansys仿真平臺，針對大尺寸屏的高速信號鏈路LVDS接口進行系統(tǒng)性仿真分析。通過建立精確的3D電磁模型，結(jié)合Ansys HFSS進行頻域S參數(shù)提取，并利用Ansys Circuit進行時域仿真，優(yōu)化PCB布局布線方案，提升信號傳輸穩(wěn)定性。
展開 
5G仿真解決方案 | 通信場景仿真與探索
除此之外，Ansys Circuit Design模塊還為器件和電路及系統(tǒng)的設(shè)計提供了一個全集成化的設(shè)計環(huán)境，實現(xiàn)了系統(tǒng)仿真、電路設(shè)計和優(yōu)化、版圖生成和平面及三維電磁場仿真完全無縫集成，以Circuit Design為設(shè)計平臺，可以動態(tài)連接HFSS，實現(xiàn)與任意三維結(jié)構(gòu)電磁場工具及復(fù)雜的大規(guī)模集成電路的協(xié)同仿真和優(yōu)化設(shè)計，方便地建立和各種無源結(jié)構(gòu)的模型，計算復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)電參數(shù)，實現(xiàn)虛擬原型，為一次設(shè)計成功提供了可能。
Ansys場路協(xié)同仿真方案
2
Massive MIMO與場景級仿真分析
5G通信使用的通信頻率的提高，路徑損耗也隨之加大。所以5G通信中使用大規(guī)模MIMO（Massive MIMO）技術(shù)來補償高頻路徑損耗。同時為了提升載波效率，通信系統(tǒng)通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，從而成倍的提高系統(tǒng)信道容量。而高頻段電磁波的傳播方式不再以衍射為主要的信號傳播方式，多次反射會考慮進傳播路徑，與此同時，高頻信號穿過建筑物的穿透損耗也會大大增加。對于室內(nèi)覆蓋來說，用室外宏基站覆蓋室內(nèi)用戶變得越來越不可行。所以高頻率載波將面臨覆蓋能力和抗干擾能力的嚴峻挑戰(zhàn)。而使用Massive MIMO技術(shù)生成高增益、可調(diào)節(jié)的賦形波束，從而改善信號覆蓋問題，并且賦形波束的波束非常窄，可以大大減少對周邊用戶的干擾，提升抗干擾能力。
展開 Ansys EMI 瞬態(tài)聯(lián)合仿真方法
圖6：4個差分對(3個數(shù)據(jù)通道和1個時鐘)的數(shù)字接口近場磁場圖
EMI仿真流程采用Ansys工具套件，包括:
HFSS，三維有限元全波電磁求解器，用于結(jié)構(gòu)建模和電磁場計算。
Ansys Circuit，類似SPICE的電路求解器，利用HFSS模型和真實的激勵模式進行瞬態(tài)仿真。仿真結(jié)果在HFSS中進行回饋，以計算最終電磁場。
圖7：STMicroelectronics中使用的ANSYS電磁干擾流
在上述兩種工具中進行的時域和頻域仿真都需要再現(xiàn)真實的電磁干擾場。如圖7所示，Ansys EMI電磁干擾流確保了數(shù)據(jù)交換（端口級的S參數(shù)模型和頻譜）的自動化。 該方法的發(fā)展在于找到最佳設(shè)置，以獲得預(yù)期精度內(nèi)的結(jié)果，并限制仿真時間。從這個角度來看，降低HFSS中的模型復(fù)雜性至關(guān)重要（圖8）。已開展的調(diào)查確定了適當(dāng)?shù)那懈铋g隙規(guī)則。仿真的基本參數(shù)包括結(jié)構(gòu)周圍的包圍盒類型和尺寸、端口類型、寬帶S參數(shù)建模的掃頻、網(wǎng)格設(shè)置和收斂準則。
圖8：HFSS 3D結(jié)構(gòu)仿真
HFSS S參數(shù)模型鏈接在電路環(huán)境內(nèi)部，并在原理圖中實例化（圖9）。請注意，默認情況下，S參數(shù)模型會在類似SPICE的模型中自動轉(zhuǎn)換。端口激勵由IBIS格式的驅(qū)動程序設(shè)置，使用偽隨機位序列(PRBS)來再現(xiàn)真實的用例。在運行仿真之前，原理圖應(yīng)完整，包括具有足夠精度的模型。此外，時間步長和停止時間等參數(shù)是非常重要的，因為它們用于通過FFT生成端口級的頻譜。分辨率帶寬(RBW)與停止時間相關(guān)聯(lián)，帶寬(BW)可受時間步長限制。
圖9：HFSS模型在電路Circuit環(huán)境下的原理圖
例如，15位長度的PRBS每45.32 kHz產(chǎn)生次諧波。由于在這種情況下所需的最小頻率是第一次諧波的頻率，因此時域激勵的采樣頻率必須更小。
展開 知識點 | 常見天線類型及設(shè)計標準
為了幫助確定在其項目中使用最佳的天線類型，工程師使用Ansys HFSS等仿真軟件來測試和驗證他們的設(shè)計。無論是衛(wèi)星、PCB還是其他先進的高頻電子設(shè)備，仿真都可以顯示不同天線配置的性能。
活動推薦：12/28-Ansys HFSS以及Circuit模塊在DDRx SI領(lǐng)域的應(yīng)用
時間：12月28日，15:00-16:30
地點：線上
內(nèi)容簡介：DDRx/UFS等存儲模組產(chǎn)品的高速率非常容易引起SI問題。比如，一旦出現(xiàn)比如DDR4 SI測試Fail之類的問題，會讓很多設(shè)計者感到頭疼，Debug過程非常困難，信號測試變得越來越困難，越來越不準確，而且很難驗證，PCB Layout優(yōu)化以后再打板驗證的方式效率低下也增加了很多成本。在這種情況下，用信號仿真的方法來分析驗證問題就成為了一種可供考慮的高效手段。為更好幫助廣大存儲模組領(lǐng)域客戶，Ansys渠道合作伙伴廣州陽普智能系統(tǒng)科技有限公司特組織此研討會，分享Ansys HFSS以及Circuit模塊在DDRx模組SI設(shè)計仿真方向的功能、應(yīng)用及最佳實踐。歡迎DDRx等存儲模組領(lǐng)域研發(fā)人員以及科研院校師生報名參會。
費用：免費
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展開 案例·方法｜高性能數(shù)字、混合信號和射頻RF無線產(chǎn)品的EMI/EMC及共存仿真
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在上述兩種工具中進行的時域和頻域仿真都需要再現(xiàn)真實的電磁干擾場。如圖7所示，Ansys EMI電磁干擾流確保了數(shù)據(jù)交換（端口級的S參數(shù)模型和頻譜）的自動化。
該方法的發(fā)展在于找到最佳設(shè)置，以獲得預(yù)期精度內(nèi)的結(jié)果，并限制仿真時間。從這個角度來看，降低HFSS中的模型復(fù)雜性至關(guān)重要（圖8）。已開展的調(diào)查確定了適當(dāng)?shù)那懈铋g隙規(guī)則。仿真的基本參數(shù)包括結(jié)構(gòu)周圍的包圍盒類型和尺寸、端口類型、寬帶S參數(shù)建模的掃頻、網(wǎng)格設(shè)置和收斂準則。
圖8：HFSS 3D結(jié)構(gòu)仿真
HFSS S參數(shù)模型鏈接在電路環(huán)境內(nèi)部，并在原理圖中實例化（圖9）。請注意，默認情況下，S參數(shù)模型會在類似SPICE的模型中自動轉(zhuǎn)換。端口激勵由IBIS格式的驅(qū)動程序設(shè)置，使用偽隨機位序列(PRBS)來再現(xiàn)真實的用例。在運行仿真之前，原理圖應(yīng)完整，包括具有足夠精度的模型。此外，時間步長和停止時間等參數(shù)是非常重要的，因為它們用于通過FFT生成端口級的頻譜。分辨率帶寬(RBW)與停止時間相關(guān)聯(lián)，帶寬(BW)可受時間步長限制。
展開 | Ansys 2025 全球仿真大會資料現(xiàn)已上線
演講主題
演講人及公司
歡迎致辭
Teongming Cheah
Ansys半導(dǎo)體產(chǎn)品高級技術(shù)總監(jiān)
基于硅基混合外腔激光器的調(diào)頻連續(xù)波產(chǎn)生
周林杰
上海交通大學(xué) 集成電路學(xué)院教授
UCIe接口簡介及仿真要點
張建國
中興微電子 SIPIteam負責(zé)人
CPO 下的硅光子芯片設(shè)計與挑戰(zhàn)
周錚
Ansys光學(xué)應(yīng)用技術(shù)主管
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Maxwell電磁場分析加載電流的三種方法
圖2.5 加載數(shù)據(jù)集電流
3加載外部電路
該方法需要借助ANSYS Electromagneticssuite的其他軟件——ANSYS Maxwell Circuit Editor。如果用戶安裝的是ANSYS EM套件，那么該軟件是包含在其中的，在開始菜單所有程序下就可以找到。從軟件名字就可以知道它是用來設(shè)計一些電路的，用起來也比較簡單拖拽幾個模塊連線就可以了。這里簡單演示下怎么用Circuit Editor 編輯一個脈沖電路，并將脈沖電流文件導(dǎo)入到Maxwell模型中。如有問題可關(guān)注微信公眾號ANSYS有限元仿真聯(lián)系到作者。
打開外電路編輯軟件，主界面如下圖3.1。
圖3.1 CircuitEditor主界面
拖拽脈沖電流源，線圈，導(dǎo)線，接地單元組成下圖3.2所示電路。原件用紅色框已標出。
圖3.2 脈沖電路
可以用鼠標右擊脈沖電源選擇properties菜單進入脈沖電流的參數(shù)設(shè)置窗口。如下圖3.3。查詢參數(shù)含義可以點擊info行的Ipulse按鈕，就會轉(zhuǎn)到help解釋頁面。
圖3.3 脈沖電流參數(shù)設(shè)置
然后更改線圈名稱如下圖3.4。注意外電路里的線圈名稱要與Maxwell里面的線圈名稱一致。這里都設(shè)置為Winding3。否則外電路里的線圈不能與Maxwell里的線圈聯(lián)系起來。
圖3.4 更改線圈名稱
電路設(shè)置完畢，下一步導(dǎo)出該脈沖電流文件。點擊Maxwell Circuit菜單，再點擊Export Netlist，導(dǎo)出為*.sph格式的文件。注：勿用中文的文件名，maxwell文件也是一樣。
下一步到Maxwell中去導(dǎo)入該外電路文件。導(dǎo)入操作路徑如下圖3.5。
圖3.5 導(dǎo)入外電路
然后進入編輯外電路窗口圖3.6，點擊Import Circuit選擇剛剛保存的*.sph文件。
展開 Ansys 2025 仿真應(yīng)用大賽結(jié)果及大會現(xiàn)場展示
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程炳坤/江勇/張孝法/朱凱 | 恩智浦半導(dǎo)體蘇州分公司 系統(tǒng)工程師
作品名稱：基于 Ansys HFSS 與 Circuit 的 LPDDR4X 接口系統(tǒng)級 EMI 仿真
作品簡介：仿真是加速設(shè)計周期最有效的手段之一，它使我們能夠在開發(fā)早期識別并解決 PISI、EMI 以及熱管理等關(guān)鍵問題。隨著 LPDDR4X 成為主流內(nèi)存接口，廣泛應(yīng)用于各類 SoC 平臺，尤其是在高性能 SoC 系統(tǒng)中，為防止芯片因過熱而損壞，通常會采用散熱器甚至風(fēng)扇進行熱管理。然而，當(dāng)散熱器與系統(tǒng)連接處理不當(dāng)時，可能會引發(fā) EMI 問題，影響系統(tǒng)的電磁兼容性。本文基于 FCC 認證過程中遇到的 LPDDR4X 接口 EMI 問題，采用 Ansys HFSS 與 Circuit 工具進行聯(lián)合建模與仿真分析。通過系統(tǒng)級建模，我們成功定位了 EMI 問題的根源，并迅速提出了有效的解決方案，大幅節(jié)省了開發(fā)時間與人力成本。
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丁萍 | 深圳市中興微電子技術(shù)有限公司 工程師
作品名稱：2.5D/3D設(shè)計中的芯片電源網(wǎng)絡(luò)分析方案/Comprehensive Power Integrity Analysis of 2.5DIC Design
作品簡介：帶有多晶硅橋梁的2.5DIC設(shè)計，在AI、圖形處理等各個領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，但其開發(fā)和應(yīng)用也面臨一系列挑戰(zhàn)，電源完整性是其中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
我們使用EDA工具對PDN進行早期分析，以確定硅橋上的DTC配置策略是否合適、多層電源和接地層是否有效以及PDN網(wǎng)絡(luò)是否存在風(fēng)險，從而提前預(yù)測設(shè)計中的潛在問題并提前調(diào)整設(shè)計。
展開 Last call：Ansys 2025 全球仿真大會報名即將截止！
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燦芯半導(dǎo)體（上海）股份有限公司 SIPI高級工程師
11:50 - 12:15
基于3D互聯(lián)封裝的寄生參數(shù)抽取和SIPI仿真
陳翀一
湖北江城實驗室 模擬仿真工程師
12:15 - 12:30
通過對Buffer進行高級建模來提升RTL功耗精度
唐小兵
天數(shù)智芯 低功耗設(shè)計工程師
4.
