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1 概述
ANSYS SIwave是一款專用設(shè)計(jì)平臺，可用于電子封裝與PCB的電源完整性、信號完整性及EMI分析。此軟件可在三個(gè)專用分析套件中提供：SIwave-DC、SIwave-PI與SIwave。上述產(chǎn)品可互相作為構(gòu)建基礎(chǔ)，從而能夠靈活地為PCB與封裝工程師提供所需的分析功能。
世界各地的主流公司信賴ANSYS SIwave能為復(fù)雜電子封裝和PCB提供準(zhǔn)確、強(qiáng)大和快速的電源完整性、信號完整性和EMI分析。為加快模型創(chuàng)建，SIwave能夠從Altium、Autodesk、 Cadence、Mentor Graphics和Zuken等知名供應(yīng)商導(dǎo)入ECAD文件。另外還支持GDSII、ODB++和IPC2581等其他格式，提供構(gòu)建完整ECAD系統(tǒng)的能力。這很大地提高了分析現(xiàn)代電子封裝和PCB的效率，確保適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品性能。為進(jìn)行實(shí)際設(shè)備的建模，Q3D Extractor能無縫地把數(shù)據(jù)傳輸給多種不同的物理求解器，如ANSYS Workbench內(nèi)用于熱設(shè)計(jì)的ANSYS Icepak 和用于結(jié)構(gòu)分析的 ANSYS Mechanica。
2 使用領(lǐng)域
集成電路 (IC) 封裝
- PCB 直流分布、SI、PI
- 去耦電容自動優(yōu)化
- 高速通道設(shè)計(jì)
- 遠(yuǎn)場輻射、EMI/EMC
- 阻抗和串?dāng)_掃描
3 功能特點(diǎn)
ECAD導(dǎo)入、轉(zhuǎn)換和MCAD導(dǎo)出
SIwave直接從第三方EDA布局工具導(dǎo)入ECAD幾何結(jié)構(gòu)、材料和組件，從而無縫集成到現(xiàn)有EDA設(shè)計(jì)流中。用戶還可以把導(dǎo)入的幾何結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)開口形狀導(dǎo)出至ANSYS HFSS、Maxwell、Q3D Extractor和SpaceClaim (.sat)，從而與MCAD編輯器配合使用。
SIwave Desktop
SIwave Desktop – SIwave桌面可為3-D電磁、2.5-D電磁、3-D熱和電路求解器提供流線型ECAD設(shè)計(jì)流程。在該環(huán)境中，您可以調(diào)用準(zhǔn)確的求解器技術(shù)進(jìn)行分析。
HFSS – 從IC封裝和PCB中提取S參數(shù)或SPICE模型時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化HFSS 3-D FEM求解器。
PSI – 從IC封裝和PCB中提取PDN S參數(shù)或SPICE模型時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化PSI 3-D Fast FEM求解器。此外，可以從SIwave桌面中可視化3-D交流電流，顯示信號、功率和返回電流。
CPA – 為大型芯片封裝設(shè)計(jì)提取RLC或S參數(shù)網(wǎng)表時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化CPA（芯片封裝分析）求解器。IC設(shè)計(jì)人員可以利用RedHawk中的CPA求解器實(shí)現(xiàn)芯片和封裝設(shè)計(jì)的協(xié)同可視化。
Q3D Extractor – 在IC封裝和PCB上執(zhí)行RLC寄生提取時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化Q3D solver。
Icepak – 需要對IC封裝或PCB進(jìn)行熱分析時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化Icepak求解器。
- SIwave-DC和 Icepak之間的自動化迭代收斂解決方案為IC封裝和PCB提供了雙向電子冷卻解決方案。
- Nexxim – 需要時(shí)域SPICE分析進(jìn)行時(shí)序分析時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化Nexxim電路求解器。
- HSPICE – 需要時(shí)域SPICE分析進(jìn)行時(shí)序分析時(shí)，可以從SIwave桌面實(shí)例化HSPICE電路求解器。
Zo掃描器和串?dāng)_掃描
Zo和串?dāng)_掃描器為PCB和封裝內(nèi)部的走線提供非常準(zhǔn)確的場求解器計(jì)算的特征阻抗和耦合系數(shù)。易于理解的.html報(bào)告和可視化使之成為所有設(shè)計(jì)工程人員主要的驗(yàn)收功能。
近場和遠(yuǎn)場電磁干擾（EMI）
SIwave為封裝和PCB提供近場和遠(yuǎn)場3-D可視化和2-D合規(guī)報(bào)告。工程人員能夠預(yù)測因EMI/EMC造成的失效，找出現(xiàn)有問題，大幅縮短通過輻射泄露測試所需的時(shí)間。
傳導(dǎo)性EMI
通過為SIwave添加 ANSYS Apache芯片電源模型（CPM） ，用戶能夠預(yù)測從IC供電系統(tǒng)到封裝、PCB和系統(tǒng)的傳導(dǎo)性輻射泄露。這其中包括接頭、多個(gè)PCB和VRM。
用于PDN PI分析的平面諧振功能
使用平面諧振求解器，用戶能夠預(yù)測PCB或封裝的天然腔體諧振。該功能預(yù)測了能導(dǎo)致供電網(wǎng)絡(luò)中斷，產(chǎn)生輻射泄漏的諧振。該解決方案讓用戶實(shí)現(xiàn)在PCB或封裝內(nèi)部添加所有相關(guān)組件的IC晶片網(wǎng)絡(luò)、SPICE和Touchstone模型。
自動解耦優(yōu)化
在開發(fā)深度亞微米技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員面臨著既要滿足嚴(yán)格的日程安排和預(yù)算要求，又要降低設(shè)計(jì)成本的任務(wù)?，F(xiàn)今大量PCB和封裝的優(yōu)化主要取決于不同的電容器模型、電容器價(jià)格和電容器數(shù)量，而這不能以犧牲設(shè)計(jì)的信號完整性和電源完整性性能為代價(jià)來實(shí)現(xiàn)。SIwave-PI能以很低成本為用戶設(shè)定的阻抗特征找到理想的解耦電容器配置。
TDR和飛行時(shí)間分析
SIwave內(nèi)置易用的設(shè)置向?qū)?，可用于封裝和PCB的時(shí)域反射（TDR）的研究。該信號網(wǎng)絡(luò)分析器能夠迅速比較信號飛行時(shí)間和特征阻抗，以實(shí)現(xiàn)快速分析。當(dāng)用戶需要了解DDR4、PCIe 3.0、USB 3.0等高速接口中的電氣長度和機(jī)械長度的對比情況時(shí)，這會有益處。
IBIS和IBIS-AMI串行解串器分析
SIwave內(nèi)置用于并行和串行解串器總線的電路解法。能夠借助 ANSYS Nexxim 或HSPICE電路求解器引擎，使用IBIS和IBIS-AMI驅(qū)動器/接收器模塊開展仿真。還提供用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的完整原理圖捕捉和參數(shù)化設(shè)計(jì)功能。
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)探查
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)探索器能夠快捷方便地分析S-、Y-和Z-參數(shù)，包括被動/因果檢查/校正和混合模式分析（差分對）。用戶可以使用熱圖或用XY格式以數(shù)值化方式的查看數(shù)據(jù)。此外，還提供大量宏模型導(dǎo)出：HSPICE、PSPICE、Nexxim狀態(tài)矢量空間、 Simplorer、Touchstone等。用戶可以同時(shí)查看多個(gè) Touchstone 文件。使用單元過濾功能，用戶可以迅速分析插入和返回?fù)p耗。還能同時(shí)為來自 HFSS、 SIwave 和 Planar EM的變量繪圖。
使用Icepak求解器開展傳導(dǎo)熱分析
SIwave鏈接到ANSYS軟件組合，可供電子組件多物理場仿真使用。方法之一是從SIwave把電源分配圖導(dǎo)出到 ANSYS Icepak。這種多物理解決方案把SIwave提供的DC功耗視為熱源，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的IC封裝和PCB熱建模。Icepak用于解決與電子組件熱能耗散有關(guān)的問題。這種熱能耗散會造成過熱，導(dǎo)致組件提前失效。隨后用戶可以使用 ANSYS Mechanical評估熱應(yīng)力。這種多物理場方法能讓工程人員和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開展耦合EM-熱-應(yīng)力分析，從而完全了解設(shè)計(jì)。
芯片封裝系統(tǒng)
電路板、封裝和晶片供電網(wǎng)絡(luò)帶來的供電問題需要用戶開展信號完整性和電源完整性分析。成功的工程團(tuán)隊(duì)正在把仿真和分析驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程用于IC、封裝和PCB供電網(wǎng)絡(luò)。ANSYS芯片封裝系統(tǒng)工作流提供芯片感知封裝和PCB分析以及封裝和PCB感知芯片分析。該工作流內(nèi)置芯片電源模型（CPM）和完整芯片供電網(wǎng)絡(luò)的緊湊型SPICE關(guān)聯(lián)模型。CPM由空間和時(shí)間開關(guān)電流特征以及非線性片上器件組成，為封裝和PCB仿真準(zhǔn)確展現(xiàn)的芯片行為。該工作流采用了先進(jìn)的網(wǎng)格生成和多CPU求解器技術(shù)，能可靠的求解Maxwell方程組，生成準(zhǔn)確的封裝和PCB寬帶模型。這種方法便于用戶確定和處理造成信號完整性和電源完整性問題的原因。
虛擬合規(guī)性
SIwave可幫助用戶判斷其DDR3/4總線是否符合Jedec標(biāo)準(zhǔn)。該解決方案為主要的時(shí)間指標(biāo)提供符合/不符合標(biāo)準(zhǔn)，例如數(shù)據(jù)建立和保持時(shí)間、降額分析、位對位時(shí)序偏差、上沖、下沖等。該編程環(huán)境能為基本上所有標(biāo)準(zhǔn)提供合規(guī)報(bào)告定制功能：DDR、USB、PCIe、MIPI、CISPR EMC等。
Synopsys HSPICE分析
ANSYS已與Synopsys結(jié)成合作伙伴，能夠使用ANSYS的電磁場求解器開展HSPICE電路仿真。這一技術(shù)讓用戶在Electronics Desktop軟件內(nèi)使用ANSYS Nexxim電路求解器或HSPICE電路求解器。Desktop技術(shù)已內(nèi)置在SIwave中，為電子產(chǎn)品提供端到端解決方案。
4 模塊功能對比
5 產(chǎn)品概覽
ANSYS電磁場 電路/系統(tǒng)仿真產(chǎn)品
