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本文原刊登于Ansys Blog：《Solving Chip Designs at the System Level via HFSS 3D Layout》 作者：Aaron Edwards | Ansys高級應(yīng)用工程經(jīng)理 編輯整理：趙陽 | Ansys中國技術(shù)支持工程師 使用Ansys HFSS 3D Layout只需34個小時，就能生成并求解上方這個復(fù)雜的

Ansys HFSS中的3D Component功能使設(shè)計人員能夠借助專利加密技術(shù)進行隱藏式離散建模 這一獨立的3D Component功能可以在任一模式（3D或3D Layout）下使用，并可充當(dāng)模型的“黑盒”，將組件內(nèi)部設(shè)計和材料的細節(jié)隱藏起來。

MIMO相關(guān)系數(shù)計算：MIMO天線系統(tǒng)中的相關(guān)性系數(shù)，可以在HFSS中的MIMO工具箱中計算結(jié)果。 全模型裝配-ECAD+MCAD 網(wǎng)格裝配：HFSS 3D layout 中可以實現(xiàn)PCB模型與結(jié)構(gòu)CAD模型整體網(wǎng)格裝配技術(shù)。

同時，支持對其中的HFSS 3D組件進行原始設(shè)計的修改。這些便利使得用戶可以在幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)復(fù)雜裝配仿真模型的搭建，大大提高了建模的效率。

摘 要：針對NFC（Near Field Communication）的天線的交互效率不高，導(dǎo)致傳輸信號不穩(wěn)定的問題，可以分析天線的參數(shù)與電路的結(jié)構(gòu)，使得天線性能達到最優(yōu)。利用Ansoft HFSS(High Frequency Structure Simulator)進行環(huán)形天線的建模與分析，討論了天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)對天線性能的影響，提出了RLC電路對天線電感的影響，設(shè)計了串聯(lián)匹配電路。

（圖片來源Mentor網(wǎng)站） ◆ Ansys HFSS 與Cadence Clarity為同類型3D全波電磁場仿真工具，HFSS可分析整個電磁場問題，包括反射損耗，衰減，輻射和耦合等。HFSS的強大功能基于有限元算法與積分方程理論，以及穩(wěn)定的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)。該網(wǎng)格剖分技術(shù)可保證其網(wǎng)格能與3D物體共形并適合任意電磁場問題分析。

如今，工程團隊力求在幾小時內(nèi)快速完成印刷電路板（PCB）和3D芯片封裝的電磁（EM）仿真，并獲得最高的精度。 電磁仿真技術(shù)經(jīng)歷了漫長的發(fā)展：早在2000年，Ansys率先推出了采用全新矩陣多處理技術(shù)的電磁仿真器HFSS，利用全波3D模型仿真差分對互連，這被視為一次真正意義上的突破。

Phi+網(wǎng)格支持HFSS網(wǎng)格融合工作流：新版本中，Phi+技術(shù)已經(jīng)完全集成到功能強大的系統(tǒng)級HFSS網(wǎng)格融合技術(shù)，仿真過程中復(fù)雜的layout結(jié)構(gòu)可以用Phi+來網(wǎng)格劃分，對芯片封裝和集成電路十分有用。

Phi+網(wǎng)格支持HFSS網(wǎng)格融合工作流： 新版本中，Phi+技術(shù)已經(jīng)完全集成到功能強大的系統(tǒng)級HFSS網(wǎng)格融合技術(shù)，仿真過程中復(fù)雜的layout結(jié)構(gòu)可以用Phi+來網(wǎng)格劃分，對芯片封裝和集成電路十分有用。

高級多芯片2.5D和3D封裝技術(shù)引入新的拓撲結(jié)構(gòu)來建模 當(dāng)前的封裝技術(shù)包含： ? 穿過堆疊芯片，從Bump到芯片用于供電和信號連接的硅通孔（TSV） ? 芯片之間的短距離（并行、時鐘轉(zhuǎn)發(fā)）接口 ? Interposer中的局部重分布互聯(lián)層 上圖所示的是一種帶有兩個芯片的簡單

RaptorH不僅能讀取代工廠的技術(shù)文件并為用戶簡化幾何結(jié)構(gòu)，還可自動導(dǎo)出S參數(shù)模型并創(chuàng)建Spectre網(wǎng)表文件和symbol。這非常便于在電路仿真中使用電磁模型來驗證電路性能。 隨著系統(tǒng)的復(fù)雜性增加，對于芯片設(shè)計人員來說，只對芯片金屬進行建模是不夠的，因為芯片總是放置在某種類型的封裝中。

與系統(tǒng)耦合2.0的新集成，允許將EMA3D Charge中的等離子體物理場變量推送給其他Ansys物理場求解器。加強了與Ansys Fluent的多物理場耦合，用于電弧建模中的發(fā)熱、對流和耗散建模，或PE-CVD應(yīng)用中的等離子體動力學(xué)模型。

而本課程，則專為有上述需求的工程師而服務(wù)，聚焦于Ansys HFSS 3D的仿真核心技能。課程從軟件操作基礎(chǔ)入手，系統(tǒng)講解建模、網(wǎng)格劃分、激勵端口設(shè)置、參數(shù)化掃描及結(jié)果后處理等關(guān)鍵流程，涵蓋高速電路、天線及微波器件等典型應(yīng)用案例。通過理論與實操結(jié)合，幫助用戶快速掌握HFSS 3D仿真流程，提升電磁設(shè)計分析能力，為射頻、高速電路等領(lǐng)域工作奠定堅實基礎(chǔ)。

面對低量級EMI問題，亟需大小尺度模型共存的系統(tǒng)級仿真方案提供優(yōu)化指導(dǎo)。使用工具Ansys HFSS與EMIT工具最終成果利用Ansys HFSS、EMIT工具完成了精準(zhǔn)化、簡易化、快速化的建模，準(zhǔn)確還原了接近產(chǎn)品本身所有電磁特性的大小尺度共存的電磁模型，并優(yōu)化了仿真內(nèi)存和時間，得到了與實測誤差很小的仿真結(jié)果。

optiSLang AI+引入前沿AI技術(shù)，以1D結(jié)果驅(qū)動建模，實現(xiàn)從 “優(yōu)化輔助” 到 “取代仿真” 的突破，顛覆傳統(tǒng)工作模式。基于該算法訓(xùn)練的高保真AI模型庫，具備參數(shù)變更即響應(yīng)、最優(yōu)方案速求解的優(yōu)勢。其輕量化適配多場景，高保真保障可靠性，高效率壓縮研發(fā)周期，且無需額外學(xué)習(xí)成本，大幅降低落地門檻。

①對于不需要改進的白車身結(jié)構(gòu)，可以利用上一代產(chǎn)品的NVH試驗測試數(shù)據(jù)；②對于需要改進的動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等子系統(tǒng)，可以使用新設(shè)計方案的有限元模型；③利用Simcenter 3D的混合建模技術(shù)，將試驗仿真模型裝配成整車系統(tǒng)級NVH模型，從而實現(xiàn)設(shè)計階段快速、準(zhǔn)確預(yù)測新車型的NVH性能。

Ansys HFSS?PI引入了全新的寬帶3D電源完整性仿真功能，其性能足以應(yīng)對當(dāng)今的IC、封裝和電路板供電挑戰(zhàn)。HFSS?PI專為新一代芯片?封裝集成、更高密度布局和先進3D封裝而打造，可實現(xiàn)大規(guī)模3D電源完整性分析，并深入解析復(fù)雜耦合機制和回流路徑行為。

等業(yè)界黃金工具，基于CPM/CSM/CTM等獨有的芯片模型，通過協(xié)同仿真考察芯片與PKG/PCB之間的耦合影響，通過電、熱、結(jié)構(gòu)之間的多物理場耦合仿真使得仿真精度更高，幫助設(shè)計者優(yōu)化從芯片至系統(tǒng)的SIPI/熱/結(jié)構(gòu)可靠性等設(shè)計指標(biāo)，此流程已經(jīng)支持多家客戶在先進工藝節(jié)點和大規(guī)模的2.5D/3D IC設(shè)計上成功流片。

3D打印技術(shù)(增材制造技術(shù))通過層層疊加的方式構(gòu)建產(chǎn)品，對于工業(yè)制造的發(fā)展有著革命性意義。3D打印的過程包括三個步驟：（1）利用計算機設(shè)計軟件或通過3D掃描構(gòu)建三維模型；（2）利用切片軟件將三維模型分割成薄片；（3）是通過3D打印機逐層打印模型。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印可減少材料浪費、簡化制造過程、縮短制造周期等。

1 機箱模型1.1 機箱主體結(jié)構(gòu)如圖1所示，機箱主體結(jié)構(gòu)的長×寬×高=30.1×30.04×20.1 (mm)，壁厚0.05mm，材質(zhì)為鋁(Aluminum)開口位于機箱前方中心，長×寬=20×10 (mm)。【注】縫隙模型的處理有3種方式，實體建模、PE+PH邊界條件等效和阻抗邊界等效，以下分別介紹3種方式的建模方法。