为什么选择 HFSS-IC?
Ansys 发布了面向中小型企业的新工具 HFSS-IC。它可以设计安装在封装上和集成在印刷电路板上的复杂芯片组件。该解决方案包括三个功能强大的求解器–HFSS、Q3D 和 RaptorX,与市场上的其他替代产品相比,具有广泛的功能:
- 可读取 GDS 文件和支持文件(*.map 或 *.xml)。
- 可读取铸造厂加密的模型。已获主铸造厂批准。
- 3 个求解器(HFSS/Q3D/RaptorX),可在所有设计阶段提供完整的设计能力。
- HFSS 是解决电磁问题的行业标准
- 大多数代工厂都采用 RaptorX。
- 支持复杂的芯片-芯片-封装配置。
- 简化模型和网格划分的创新工具。
- 三个求解器的参数化,使用 Optislang 的智能优化器。
- 与 AEDT 电路相连,双向连接。
- 价格合理,适合中小型公司使用。
GDS 文件:
GDS 文件格式是模具(芯片)行业最常用的格式。HFSS-IC 解决方案能够读取 GDS 文件以及 .map、.xml 和 *.ircx 等叠加文件。从主菜单中,File>Import>GDS 文件:
选择 GDS 文件后,AEDT 将显示图层列表、网络列表和端口。用户还可以导入控制文件:
您可以上传以下控制/支持文件类型:*.xml、*.tech、*.layermap、*.ircx、*.itf、* .vlc.tech 和 *.map 文件。
本博客所使用的示例是硅集成电路:
HFSS/3D 布局默认模式和 HFSS-IC 模式。
在 HFSS/3D Layout 默认模式下,用户可以访问 HFSS、平面和 SIwave DICR/PI 求解器。
用户可以通过右键单击模型名称>设计设置>设计模式切换到 HFSS-IC 模式。
切换到集成电路模式后,用户可以访问三个求解器:HFSS、Q3D 和 RaptorX。
下表总结了每种类型的主要特点:
何时使用每种求解器?每种求解器都有自己的能力和优势。用户需要为每个阶段选择合适的工具。用户只需使用这些工具即可快速、顺利地完成设计。
集成电路模式堆叠
首先要检查的是模型中的叠加。选择叠加图标:
集成电路模式的堆叠总是重叠堆叠。在这种模式下,可以重叠不同的层。用户只需指定每个层的上下尺寸。除了改变层和材料外,用户还可以添加蚀刻和表面粗糙度等效果。集成电路模式中还有 VIA 层。通过层的下尺寸和上尺寸可使用金属层名称指定,例如 M5、M6 等。
集成电路模式端口
在 HFSS 中,用户可以通过各种方式添加端口。三个求解器接受所有类型。添加端口的第一种方法是选择一个网络,然后右键单击在网络两端添加端口。
另一种方法是选择组件,然后右键单击添加端口:
这两种方法可以创建一个同轴间隙型端口。
模型编辑
强烈建议在设计阶段使用 RaptorX,尤其是在优化阶段。为了获得更精确的结果,用户还必须能够使用 HFSS。集成电路模式配备了智能工具,可对设计进行修改并消除小尺寸,从而避免 HFSS 运行时间过长。
不过,在使用之前,用户需要修改设置。点击设置按钮:
为了理解设置中每个数字的含义,我们回到工具上来:
- 抓取通孔:该选项将改变通孔的横截面,使其与上层或下层焊盘的尺寸相匹配。如果 delta 小于设置中 Via snapping criteria(通孔捕捉标准)的指定值,则会发生改变。
- 套接基元:该选项可改变信号层中网络的形状,使其相互匹配。如果偏差小于设置中 “基元捕捉标准 “的指定值,则会发生改变。
- 分组通孔:如果通孔间距小于设置中 “通孔分组标准 “的指定值,则该选项可将通孔分组为单个网。
- 包覆几何图形:如果对象之间的间隙小于设置中几何图形包裹标准中指定的数量,则该选项可将网或通孔分组为单个网/单个通孔并关闭间隙。
- 删除孔:如果信号层中的网具有横截面小于 “移除小金属岛 “中指定数量的小孔,则将对其进行填充。
- 删除小岛:该选项简单地删除所有小金属岛。决定基于设置中的删除小型金属岛屿标准。
三个求解器之间的差异:结果
下图显示了三种求解器之间的差异。请注意,我们对 Q3D 的求解频率高达 1 GHz。这就是我们提取网络的 RLCG 所需要的全部。
HFSS 和 RaptorX 都给出了非常接近的结果。这表明用户在优化过程中可以信任 RaptorX。下表显示了每个求解器的求解时间。使用默认设置的 HFSS 比 RaptorX 多花了 5 倍时间。如果用户通过控制所有对象的网格来执行智能网格划分,则这一时间可以得到改善。
Q3D (CG/DC RL/AC RL) | 猛禽X | HFSS (直流与 Q3D) | |
内存 | 7G | 12G | 126G |
模拟时间 | 0:17 | 0:44 | 4:08 |
迭代时间 | 0:12 (CG) | 0:57 | |
元素数量 | 0.106M 三角形 (AC) 0.120M 四面体(DC) | 0.133M | 1.3M 多阶四文鱼 |
摘要
HFSS-IC 是专为中小型企业设计的强大而经济的解决方案。它集成了 HFSS 和 RaptorX 求解器的全部功能。该工具支持各种配置的设计,包括裸片、堆叠裸片、封装裸片,甚至是安装在 PCB 上的复杂组件–没有任何限制。用户可以提取寄生元件、设计电感器、优化转换和功率分配器、减少串扰等。