網格融合的案例
Ansys HFSS | 全新突破性網格融合功能實現系統級全耦合仿真
下面是上述復雜示例的網格和電磁仿真結果。
在最新版本2021 R1的Ansys HFSS中納入了這種“網格融合”功能，想要了解更多網格融合的技術細節，歡迎報名參加3月9日——Ansys HFSS 2021 R1新功能介紹網絡研討會。
傳統的電子系統電磁分析方法重點關注的是PCB設計和高速信號，定義電路板堆疊和材料屬性，并仿真信號跡線，生成信號丟失和相鄰跡線（近端/遠端）串擾的S參數響應模型，并將其整合到后續的電路仿真中，以測量總體發送/接收信號的保真度。然而，與連接單個S參數模型相比，當前電子系統的復雜性需要一種更全面的方法進行電磁耦合仿真，系統將集成從音頻到毫米波的廣泛信號頻率，并在極緊湊的體積外殼中采用高級封裝。
Ansys HFSS團隊正在著力推進多項技術更新，包括計算和網格生成的關鍵領域，以實現這樣的分析。
展開 采訪 | Ansys HFSS 新功能Mesh Fusion背后的故事
請問能否介紹一下這種網格劃分功能的技術細節？它與其他電磁系統仿真產品有何不同？
MC：如果不能對這種電磁-系統進行仿真，那么設計規則可能會對系統性能帶來不利影響，難以確保系統的正常運行。借助HFSS網格融合功能實現了電磁-系統仿真，以打破設計規則，工程師能真正探索設計極限，從而構建最佳解決方案。
就最優網格剖分方法而言，不同的網格劃分方法在不同的CAD模型中表現各有優劣。“特定CAD類型網格劃分” 的示例是層疊結構類模型，如PCB、IC和IC封裝，在這些層疊結構模型中，預先了解如何將這些組件設計為堆疊的2D層疊結構，可以加快和優化網格劃分過程。
在HFSS網格融合功能推出之前，我們的模式是整個模型采用統一的網格劃分方法，而在一個包含多種CAD類型的電磁系統中，這種模式生成網格面臨極大的挑戰。采用HFSS網格融合功能，可以將局部最優的網格技術應用至組件。因此，例如，在帶有連接器和線纜的PCB示例中，可將特定的網格剖分方法分別應用到每個組件中，以最佳地解決它們獨特的CAD類型。
另外，弄清楚網格融合的并行網格劃分特征，有助于我們更深刻的理解該功能。系統的各個組件在最初單獨進行網格劃分，然后通過求解器合并到一起，形成一個不受影響的、全耦合的電磁解決方案。在單獨生成初始網格階段還可利用HPC和云資源進行加速。接著，HFSS求解器可以采用多核、多處理器和多節點來并行求解全耦合電磁系統，包括采用自適應網格劃分來提高精度以及采用標準的HPC技術。
SIJ：發布HFSS網格融合功能有哪些技術或市場方面的挑戰？從IC到PCB、連接器，再到天線，你們是如何 “整合” 這些技術的?
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請問能否介紹一下這種網格劃分功能的技術細節？它與其他電磁系統仿真產品有何不同？
MC：如果不能對這種電磁-系統進行仿真，那么設計規則可能會對系統性能帶來不利影響，難以確保系統的正常運行。借助HFSS網格融合功能實現了電磁-系統仿真，以打破設計規則，工程師能真正探索設計極限，從而構建最佳解決方案。
就最優網格剖分方法而言，不同的網格劃分方法在不同的CAD模型中表現各有優劣。“特定CAD類型網格劃分” 的示例是層疊結構類模型，如PCB、IC和IC封裝，在這些層疊結構模型中，預先了解如何將這些組件設計為堆疊的2D層疊結構，可以加快和優化網格劃分過程。
在HFSS網格融合功能推出之前，我們的模式是整個模型采用統一的網格劃分方法，而在一個包含多種CAD類型的電磁系統中，這種模式生成網格面臨極大的挑戰。采用HFSS網格融合功能，可以將局部最優的網格技術應用至組件。因此，例如，在帶有連接器和線纜的PCB示例中，可將特定的網格剖分方法分別應用到每個組件中，以最佳地解決它們獨特的CAD類型。
另外，弄清楚網格融合的并行網格劃分特征，有助于我們更深刻的理解該功能。系統的各個組件在最初單獨進行網格劃分，然后通過求解器合并到一起，形成一個不受影響的、全耦合的電磁解決方案。在單獨生成初始網格階段還可利用HPC和云資源進行加速。接著，HFSS求解器可以采用多核、多處理器和多節點來并行求解全耦合電磁系統，包括采用自適應網格劃分來提高精度以及采用標準的HPC技術。
SIJ：發布HFSS網格融合功能有哪些技術或市場方面的挑戰？從IC到PCB、連接器，再到天線，你們是如何 “整合” 這些技術的?
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請問能否介紹一下這種網格劃分功能的技術細節？它與其他電磁系統仿真產品有何不同？
MC：如果不能對這種電磁-系統進行仿真，那么設計規則可能會對系統性能帶來不利影響，難以確保系統的正常運行。借助HFSS網格融合功能實現了電磁-系統仿真，以打破設計規則，工程師能真正探索設計極限，從而構建最佳解決方案。
就最優網格剖分方法而言，不同的網格劃分方法在不同的CAD模型中表現各有優劣。“特定CAD類型網格劃分” 的示例是層疊結構類模型，如PCB、IC和IC封裝，在這些層疊結構模型中，預先了解如何將這些組件設計為堆疊的2D層疊結構，可以加快和優化網格劃分過程。
在HFSS網格融合功能推出之前，我們的模式是整個模型采用統一的網格劃分方法，而在一個包含多種CAD類型的電磁系統中，這種模式生成網格面臨極大的挑戰。采用HFSS網格融合功能，可以將局部最優的網格技術應用至組件。因此，例如，在帶有連接器和線纜的PCB示例中，可將特定的網格剖分方法分別應用到每個組件中，以最佳地解決它們獨特的CAD類型。
另外，弄清楚網格融合的并行網格劃分特征，有助于我們更深刻的理解該功能。系統的各個組件在最初單獨進行網格劃分，然后通過求解器合并到一起，形成一個不受影響的、全耦合的電磁解決方案。在單獨生成初始網格階段還可利用HPC和云資源進行加速。接著，HFSS求解器可以采用多核、多處理器和多節點來并行求解全耦合電磁系統，包括采用自適應網格劃分來提高精度以及采用標準的HPC技術。
SIJ：發布HFSS網格融合功能有哪些技術或市場方面的挑戰？從IC到PCB、連接器，再到天線，你們是如何 “整合” 這些技術的?
展開 
電磁仿真：計算復雜的耦合作用
Ansys網格融合功能使我們優秀的工程團隊能夠開發出最優設計，縮短設計周期，降低成本并提高向客戶創造的價值。使用網格融合功能，我們能研發出此前無法想像的先進設計。實際上，對于客戶最新的平板電視產品，我們仿真了整個房間的電磁傳輸情況。”
HFSS網格融合功能幫助工程師快速克服艱難的設計障礙，向客戶交付合格產品。Herrick Technology Labs高級工程師Clyde Callewaert表示：“Ansys HFSS能夠求解任意復雜性結構，從而實現創造性開拓性設計。采用全新HFSS網格融合技術，我們能夠通過HFSS開展更全面的無損仿真，它就像是我們的 “虛擬實驗室” 。有了HFSS，我們只需進入虛擬實驗室確認結果，而不是去發現它們。”
通過求解極其復雜的電磁模型，HFSS網格融合功能提供了用于改進最終產品的關鍵設計數據。Ansys副總裁兼總經理John Lee稱：“HFSS網格融合功能有助于IC設計師在完全耦合的電磁仿真中有效地管理幾何細節的容量、復雜性、尺寸范圍和密度。這樣，工程師就能打破陳規，以更高頻率和更緊湊的尺寸創新領先設計，有把握地進行流片，并交付功能超出預期的突破性產品。它還支持眾多復雜應用，包括5G通信、自動駕駛等等。”
展開 電磁仿真：計算復雜的耦合作用
此前Ansys推出的HFSS網格融合功能，是一種針對復雜設計及其組件間耦合作用進行電磁仿真的解決方案，旨在幫助降低如人工智能、5G通信或工業物聯網等領域的研發成本，并加速產品研發。
與過去相比，現代電子產品的精密程度更高
在實現更小產品外形尺寸的同時，工程師還需要提升功能，保持甚至降低功耗
對于人工智能、機器學習、自動駕駛汽車、5G通信、高性能計算和工業物聯網等領域，計算組件之間以及整個系統之間的復雜耦合作用至關重要
電磁仿真工具Ansys HFSS Mesh Fusion的出現，讓工程團隊可以生成網格并求解超大規模的設計
Ansys推出的HFSS網格融合功能，是針對復雜設計進行電磁仿真的解決方案，有望降低研發成本并加速高質量產品的研發。該軟件能夠實現復雜電磁系統的快速、全耦合仿真。此前是在AnsysHFSS 2021 R1版本中推出了HFSS網格融合功能，幫助工程師將集成電路（IC）、封裝、連接器、印刷電路板、天線和平臺整合在統一的Ansys HFSS設計中，以預測電磁耦合作用。HFSS網格融合功能通過在組件級應用先進的網絡技術，突破了以往諸多瓶頸，同時還可以實現計算機多核、計算機集群并行運行或在Ansys Cloud中運行。此外，創新型求解器技術將提取全耦合、無損、全波的電磁矩陣。
三星電子晶圓代工設計技術團隊副總裁Sangyun Kim表示：“隨著電子系統集成度不斷提高，對綜合電磁系統分析的需求也越來越大。Ansys網格融合功能使我們優秀的工程團隊能夠開發出最優設計，縮短設計周期，降低成本并提高向客戶創造的價值。使用網格融合功能，我們能研發出此前無法想像的先進設計。實際上，對于客戶最新的平板電視產品，我們仿真了整個房間的電磁傳輸情況。”
展開 電磁仿真：計算復雜的耦合作用
Ansys網格融合功能使我們優秀的工程團隊能夠開發出最優設計，縮短設計周期，降低成本并提高向客戶創造的價值。使用網格融合功能，我們能研發出此前無法想像的先進設計。實際上，對于客戶最新的平板電視產品，我們仿真了整個房間的電磁傳輸情況。”
HFSS網格融合功能幫助工程師快速克服艱難的設計障礙，向客戶交付合格產品。Herrick Technology Labs高級工程師Clyde Callewaert表示：“Ansys HFSS能夠求解任意復雜性結構，從而實現創造性開拓性設計。采用全新HFSS網格融合技術，我們能夠通過HFSS開展更全面的無損仿真，它就像是我們的 “虛擬實驗室” 。有了HFSS，我們只需進入虛擬實驗室確認結果，而不是去發現它們。”
通過求解極其復雜的電磁模型，HFSS網格融合功能提供了用于改進最終產品的關鍵設計數據。Ansys副總裁兼總經理John Lee稱：“HFSS網格融合功能有助于IC設計師在完全耦合的電磁仿真中有效地管理幾何細節的容量、復雜性、尺寸范圍和密度。這樣，工程師就能打破陳規，以更高頻率和更緊湊的尺寸創新領先設計，有把握地進行流片，并交付功能超出預期的突破性產品。它還支持眾多復雜應用，包括5G通信、自動駕駛等等。”
展開 Ansys HFSS 2021 R1版本中的兩大最佳功能
他們需要新的網格劃分方法，以便開展局部網格剖分和并行網格剖分，這樣，才能在大規模仿真中進行求解，并且由此捕獲所有相關的電磁效應。
HFSS網格融合功能：
無應用限制的解決方案
當前產品需要突破性的網格剖分技術才能實現快速創新，HFSS網格融合功能應運而生。
使用上述網格融合功能，可以實現在統一的全耦合電磁矩陣中對完整系統開展網格剖分，無需逐一對單獨組件進行仿真，還能助力客戶整合系統的多個組件，例如帶封裝的芯片或平臺上的天線。在過去，用戶不得不忽略組件之間的耦合效應，直接將結果進行整合，如今在電磁系統分析中可以使用HFSS網格融合功能，設計就不再受限，實現更高的復雜性。
HFSS網格融合功能演示
最佳功能②：加密3D組件提供知識產權保護、準確性和易用性
Ansys HFSS 2021 R1版的第二項重大功能是，能在HFSS 3D Layout中使用HFSS加密3D組件開展仿真。這項功能能夠通過現成的3D組件模型來仿真割裂部件或組件，例如天線、射頻連接器或是芯片電容器等表面安裝器件。
展開 新功能 | 提煉Ansys HFSS 2021 R1版本中的兩大最佳功能
他們需要新的網格劃分方法，以便開展局部網格剖分和并行網格剖分，這樣，才能在大規模仿真中進行求解，并且由此捕獲所有相關的電磁效應。
HFSS網格融合功能：
無應用限制的解決方案
當前產品需要突破性的網格剖分技術才能實現快速創新，HFSS網格融合功能應運而生。
使用上述網格融合功能，可以實現在統一的全耦合電磁矩陣中對完整系統開展網格剖分，無需逐一對單獨組件進行仿真，還能助力客戶整合系統的多個組件，例如帶封裝的芯片或平臺上的天線。在過去，用戶不得不忽略組件之間的耦合效應，直接將結果進行整合，如今在電磁系統分析中可以使用HFSS網格融合功能，設計就不再受限，實現更高的復雜性。
HFSS網格融合功能演示
最佳功能②：加密3D組件提供知識產權保護、準確性和易用性
Ansys HFSS 2021 R1版的第二項重大功能是，能在HFSS 3D Layout中使用HFSS加密3D組件開展仿真。這項功能能夠通過現成的3D組件模型來仿真割裂部件或組件，例如天線、射頻連接器或是芯片電容器等表面安裝器件。
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他們需要新的網格劃分方法，以便開展局部網格剖分和并行網格剖分，這樣，才能在大規模仿真中進行求解，并且由此捕獲所有相關的電磁效應。
HFSS網格融合功能：
無應用限制的解決方案
當前產品需要突破性的網格剖分技術才能實現快速創新，HFSS網格融合功能應運而生。
使用上述網格融合功能，可以實現在統一的全耦合電磁矩陣中對完整系統開展網格剖分，無需逐一對單獨組件進行仿真，還能助力客戶整合系統的多個組件，例如帶封裝的芯片或平臺上的天線。在過去，用戶不得不忽略組件之間的耦合效應，直接將結果進行整合，如今在電磁系統分析中可以使用HFSS網格融合功能，設計就不再受限，實現更高的復雜性。
HFSS網格融合功能演示
最佳功能②：加密3D組件提供知識產權保護、準確性和易用性
Ansys HFSS 2021 R1版的第二項重大功能是，能在HFSS 3D Layout中使用HFSS加密3D組件開展仿真。這項功能能夠通過現成的3D組件模型來仿真割裂部件或組件，例如天線、射頻連接器或是芯片電容器等表面安裝器件。
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他們需要新的網格劃分方法，以便開展局部網格剖分和并行網格剖分，這樣，才能在大規模仿真中進行求解，并且由此捕獲所有相關的電磁效應。
HFSS網格融合功能：
無應用限制的解決方案
當前產品需要突破性的網格剖分技術才能實現快速創新，HFSS網格融合功能應運而生。
使用上述網格融合功能，可以實現在統一的全耦合電磁矩陣中對完整系統開展網格剖分，無需逐一對單獨組件進行仿真，還能助力客戶整合系統的多個組件，例如帶封裝的芯片或平臺上的天線。在過去，用戶不得不忽略組件之間的耦合效應，直接將結果進行整合，如今在電磁系統分析中可以使用HFSS網格融合功能，設計就不再受限，實現更高的復雜性。
HFSS網格融合功能演示
最佳功能②：加密3D組件提供知識產權保護、準確性和易用性
Ansys HFSS 2021 R1版的第二項重大功能是，能在HFSS 3D Layout中使用HFSS加密3D組件開展仿真。這項功能能夠通過現成的3D組件模型來仿真割裂部件或組件，例如天線、射頻連接器或是芯片電容器等表面安裝器件。
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新功能 | 提煉Ansys HFSS 2021 R1版本中的兩大最佳功能
他們需要新的網格劃分方法，以便開展局部網格剖分和并行網格剖分，這樣，才能在大規模仿真中進行求解，并且由此捕獲所有相關的電磁效應。
HFSS網格融合功能：
無應用限制的解決方案
當前產品需要突破性的網格剖分技術才能實現快速創新，HFSS網格融合功能應運而生。
使用上述網格融合功能，可以實現在統一的全耦合電磁矩陣中對完整系統開展網格剖分，無需逐一對單獨組件進行仿真，還能助力客戶整合系統的多個組件，例如帶封裝的芯片或平臺上的天線。在過去，用戶不得不忽略組件之間的耦合效應，直接將結果進行整合，如今在電磁系統分析中可以使用HFSS網格融合功能，設計就不再受限，實現更高的復雜性。
最佳功能②：加密3D組件提供知識產權保護、準確性和易用性
Ansys HFSS 2021 R1版的第二項重大功能是，能在HFSS 3D Layout中使用HFSS加密3D組件開展仿真。這項功能能夠通過現成的3D組件模型來仿真割裂部件或組件，例如天線、射頻連接器或是芯片電容器等表面安裝器件。這些組件部分是來自內部生成的設計，有的是可以重復使用的模型，或是通過與第三方（如廠商或客戶）合作創建的組件。
加密3D組件有助于緩解企業在知識產權（IP）保護方面的憂慮。
展開 從芯片到船舶：通過HFSS突破大型系統求解挑戰
網格融合功能：多個網格，同一設計，
相同的可靠性
為了解決這些網格劃分難題，Ansys 2021 R1推出了全新功能：Ansys HFSS網格融合功能，其專利技術使Ansys HFSS能以相同的嚴格度、精度和可靠性仿真更復雜設計。它通過在相同的設計中應用適合局部幾何結構的特定網格劃分技術來實現這一點。
仿真大型系統電磁（EM）發射示例：EMI暗室中的觸摸屏電視面板
在前面帶有連接器和線纜的PCB示例中，可以對PCB應用Phi網格劃分技術，連接器和線纜則使用3D-optimal TAU網格剖分器。此外，還有一個優點是，不同的網格劃分技術可以使用HPC資源并行運行。HFSS網格融合功能的另一個優勢是，局部應用網格劃分技術時，組件的網格容差由其自身尺寸決定，而不是由整個電磁系統的尺寸決定。
HFSS網格融合功能沿用與之前相同的 “電磁感知” 自適應網格劃分技術并不會影響精度，因為全耦合電磁矩陣是利用每個自適應網格步并針對頻率掃描中的每個點進行求解的。
HFSS網格融合功能為解決更復雜的綜合電磁系統開辟了新的可能性。結合DMM的先進彈性硬件求解器技術并選擇使用Ansys Cloud訪問硬件（從芯片到船舶），利用HFSS和全新HFSS網格融合技術可以解決無限挑戰。
展開 從芯片到船舶：通過HFSS突破大型系統求解挑戰
如果一款設計由多種 “類型” 構成，例如PCB上接有線纜的連接器，那么生成初始網格會相當困難。
幾何結構尺度是另一個挑戰。由于目前使用的頻率更高，不能再安全地忽視IC與其封裝中的電磁耦合。但是在如此復雜的電磁系統中，幾何結構從微米到毫米的精細尺度帶來網格容差方面的難題。創建一個有限元網格，在多種類型的設計中按特征尺寸的數量級進行擴展，同時真實展現幾何結構的每個地方，這對工程仿真而言是一項極具挑戰性的難題。
網格融合功能：多個網格，同一設計，
相同的可靠性
為了解決這些網格劃分難題，Ansys 2021 R1推出了全新功能：Ansys HFSS網格融合功能，其專利技術使Ansys HFSS能以相同的嚴格度、精度和可靠性仿真更復雜設計。它通過在相同的設計中應用適合局部幾何結構的特定網格劃分技術來實現這一點。
仿真大型系統電磁（EM）發射示例：EMI暗室中的觸摸屏電視面板
在前面帶有連接器和線纜的PCB示例中，可以對PCB應用Phi網格劃分技術，連接器和線纜則使用3D-optimal TAU網格剖分器。此外，還有一個優點是，不同的網格劃分技術可以使用HPC資源并行運行。HFSS網格融合功能的另一個優勢是，局部應用網格劃分技術時，組件的網格容差由其自身尺寸決定，而不是由整個電磁系統的尺寸決定。
HFSS網格融合功能沿用與之前相同的 “電磁感知” 自適應網格劃分技術并不會影響精度，因為全耦合電磁矩陣是利用每個自適應網格步并針對頻率掃描中的每個點進行求解的。
HFSS網格融合功能為解決更復雜的綜合電磁系統開辟了新的可能性。
展開 Ansys發布HFSS網格融合功能，賦能整系統設計重新定義產品研發
全新突破性技術幫助工程師改進高端產品應用設計，從自動駕駛到5G通信等場景
主要亮點
Ansys HFSS Mesh Fusion推出后，將幫助工程師完成超乎想象大規模問題的網格剖分和求解
HFSS Mesh Fusion助力復雜電磁系統實現快速全耦合仿真，從而降低研發成本，促進新一代產品開發，同時不影響設計質量和精度
Ansys推出HFSS Mesh Fusion，幫助工程團隊完成比以往更大規模設計的網格剖分和求解，推動復雜電磁系統實現快速全耦合仿真，從而減少研發費用，加快前沿產品的研發，同時不影響設計質量和精度。
仿真電容傳感器陣列的觸屏電視面板的電磁干擾室輻射
現代電子產品與過去相比，精密程度進一步提高，具有更高密度、更低電壓裕量和更先進的工藝。為了實現創新，工程師必須在實現更小外形尺寸的同時提升功能，保持甚至降低功耗。隨著這些設計的難度不斷增大，工程師必須解決組件之間以及整個系統之間的復雜相互作用，這對于科技前沿的人工智能機器學習、自動駕駛汽車、5G通信、高性能計算和工業物聯網等應用都至關重要。
Ansys 在HFSS 2021 R1版本中推出HFSS Mesh Fusion，幫助工程師將集成電路（IC）、封裝、連接器、印刷電路板、天線和平臺整合在統一的Ansys HFSS設計中，以預測電磁相互作用。HFSS Mesh Fusion通過在組件級應用最佳網格剖分技術，并可跨核心、集群或在Ansys? Cloud?中運行，突破了以前的障礙。隨后，創新型求解器技術將提取全耦合、無損、全波的電磁矩陣。
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