Электроника и высокие технологии
Моделирование высокочастотной электроники с инструментами Ansys помогает находить компромиссные конструкционные решения, оптимизировать передачу энергии и выявлять проблемы, связанные с целостностью сигнала и целостностью питания на ранних этапах проектирования.
Изделия с элементами искусственного интеллекта получают более широкое распространение, что заставляет инженеров активно развивать технологии проектирования электроники. Чтобы удерживать лидирующие позиции на рынке, производителям необходимо совершенствовать конструкцию электронных устройств, а также сосредоточиться на снижении затрат, уменьшении энергопотребления и повышении производительности за счет интеграции дискретных функций.
Современная «умная» электроника содержит сложные электронные системы, которые должны быть надежными и работать без сбоев в реальных условиях. Программные инструменты Ansys для численного анализа позволяют создавать конкурентоспособные изделия миниатюрных размеров с поддержкой беспроводных технологий, высокой скоростью передачи данных и длительным временем автономной работы.
Ключевые направления
Инженерам, занимающимся разработкой мобильных устройств и средств связи, необходимо оптимизировать форм-фактор компонентов, производительность и время автономной работы, предоставляя на рынок качественное изделие, которое понравится пользователям.
Как при разработке матриц высокого разрешения для цифровых камер, так и при проектировании высокопроизводительных графических процессоров для реалистичного отображения игровой среды успешные производители бытовой электроники стремятся сократить затраты, интегрировать функции, а также повысить надежность и ускорить выход изделия на рынок.
Распространение мобильных устройств и возможность подключения к интернету приводят к накоплению большого количества данных, к которым нужно иметь мгновенный доступ, а также хранить их и быстро обрабатывать. Для этого требуется надежная высокоскоростная сеть с высокой пропускной способностью.
Технологии хранения данных и облачные системы стали неотъемлемой частью цифровой среды человека. Появление таких технологий было бы невозможным без программного обеспечения для моделирования электроники.
Системы беспроводного обмена данными являются движущей силой развития «умной» электроники. На сегодняшний день смартфоны и другие устройства с доступом в сеть поддерживают множество беспроводных технологий, таких как Bluetooth, Wi-fi и LTE. При таком высоком уровне интеграции инженерам необходимо работать над тем, чтобы свести к минимуму возможные электромагнитные помехи и нагревание электроники.
В погоне за снижением стоимости, повышением производительности и энергоэффективности электроники и микросхем в максимально короткие сроки инженеры применяют методологию проектирования корпусов для схем на кристалле (chip–package–system, CPS), позволяющую проводить комплексный анализ и оптимизацию всей системы.
Виды расчетов
Динамика и прочность
Проектирование электроники на физических основах надёжности/ физике отказов, прогнозы ресурса электронного оборудования, влияние внешних воздействий, шумы и вибрации, прогнозирование усталости припоя для печатных плат и сборок из-за температурных, механических, ударных и вибрационных нагрузок.
Гидродинамика
Осаждение паров металла при производстве полупроводников, вентиляция дата-центра.
Тепловые расчеты
Расчет температурного состояния электронных устройств, оценка теплового режима электрических и электромеханических устройств, интегральных микросхем, печатных плат и электронных блоков, определение необходимости принудительного охлаждения электроники, определение теплопроводности печатных плат, учет омических потерь, выбор системы охлаждения, расчет термонапряженного состояния печатных плат и электронных блоков.
Электромагнетизм
Расчет поведения ВЧ и НЧ электромагнитных полей, моделирование излучения и рассеяния электромагнитного поля, расчет ЭМС электронных устройств, получение 3D-распределения токов, векторов плотности потока мощности, распределения электромагнитных полей, анализ антенн, антенных решеток, элементов антенно-фидерного тракта, синтез СВЧ-фильтров, определение ЭПР, моделирование работы пьезоизлучателей и МЭМС.
Полупроводники
Моделирование трактов передачи тактовых сигналов в SoC, расчет цепей сверхнизкого напряжения, проектирования IP-блоков и SoC с учетом целостности и устойчивости к электростатическим разрядам, анализ топологии микросхем для выявления причин отказов, разработки микросхем на уровне регистровых передач, определение уровня шума SoC при проектировании чипов менее 16 нм, определение вариаций задержки, запаздывания и ограничений синхронизации.
Флагманские продукты
Ansys Sherlock
Инструмент для проектирования электроники, основанный на физических основах надёжности/ физике отказов (PoF, Physics of Failure), который дает быстрые и точные прогнозы ресурса электронного оборудования на уровне компонентов, плат и систем на ранних стадиях проектирования.
Ansys HFSS
Программный продукт для 3D электродинамического моделирования ВЧ/СВЧ электроники, обладающий широким набором вычислительных методов для проведения расчетов во временной и частотной областях.
Ansys SIwave
Программный продукт для анализа целостности питания, целостности сигналов, электромагнитной совместимости многослойных печатных плат и упаковок интегральных микросхем.
Ansys Icepak
Инструмент для 3D-анализа теплового состояния и решения задач охлаждения электронных устройств, использующий CFD-решатель Ansys Fluent.
Ansys Q3D Extractor
Инструмент для получения эквивалентных RLCG-параметров и создания SPICE-моделей разъемов, упаковок ИС, сенсорных экранов, силовой электроники и других пассивных электронных компонентов.
Ansys Path FX
Программный продукт для моделирования трактов передачи тактовых сигналов в SoC и расчета цепей сверхнизкого напряжения с помощью моделей стандартных ячеек и SPICE-моделей транзисторов.
Ansys PathFinder
Инструмент для проектирования IP-блоков и SoC с учетом целостности и устойчивости к электростатическим разрядам, а также анализа топологии микросхем для выявления причин отказов.
Ansys PowerArtist
Комплексное решение для разработки микросхем на уровне регистровых передач с учетом изменения мощности во времени с целью оптимизации энергопотребления.
Ansys RedHawk
Программное решение для системного моделирования надежных, маломощных и высокопроизводительных SoC с применением передовой FinFET-технологии.
Ansys RedHawk-SC
Платформа для определения уровня шума SoC при проектировании чипов менее 16 нм с поддержкой эластичных вычислений и обработкой больших данных.
Ansys Totem
Платформа для моделирования аналоговых, смешанных и нестандартных цифровых конструкций на уровне транзисторов, в т.ч. расчета уровня шума и анализа надежности.
Ansys Variance FX
Наиболее полный набор моделей стандартных ячеек и заказных макроэлементов для определения вариаций задержки, запаздывания и ограничений синхронизации.
Пользователи
Разработка системы беспроводной передачи энергии с помощью Ansys HFSS
Оптимизация системы охлаждения платы с помощью Ansys Icepak
МОЭМС-коммутаторы оптических сигналов для высокоскоростной передачи данных
5 составляющих комплексного моделирования электроники в Ansys
Оптимизация конструкции компактного компьютера
Связанные материалы
3D-моделирование стоп-сигналов автомобиля (на английском языке)
Видео демонстрирует процесс 3D-моделирования стоп-сигналов с учетом отражающей способности и радиуса кривизны полупрозрачного отражателя.
Возможности решателей Ansys при решении задач теории разрушения
Вебинар посвящен истории развития и современному состоянию математических моделей, применяемых в механической линейке решателей Ansys. Вы узнаете о подходах к решению задач линейной теории разрушения, связанных с ростом трещин. Современные возможности вычислительных кодов Ansys позволяют успешно решать и задачи нелинейной теории разрушения, когда нельзя пренебречь физической или геометрической нелинейностью, а нагрузки на конструкцию могут быть динамическими. Моделирование процессов разрушения будет рассмотрено как на примере традиционного метода конечных элементов с адаптивными сетками, так и с использованием более наукоемких сеточных (XFEM, Preidynamic) и бессеточных (SPG) методов.
Оптимизация конструкции антенны
Разработка системы беспроводной передачи энергии с помощью Ansys HFSS
Оптимизация системы охлаждения платы с помощью Ansys Icepak
От авиации и двигателестроения до фармацевтики и АПК – на конференции CADFEM/Ansys покажут, как проводить инженерные расчеты в различных отраслях промышленности
Перед участниками выступят эксперты из различных отраслей промышленности: аэрокосмической отрасли и двигателестроения, ТЭК, транспортного машиностроения, судостроения, электронной, фармацевтической и пищевой промышленности, а также АПК.
На МЭС 2020 эксперты КАДФЕМ представят решения для моделирования устройств 5G и анализа надежности электроники
24 ноября 2020 года в рамках IХ Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем –2020», организованной Институтом проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук (ИППМ РАН), состоится онлайн-сессия «Презентации научно-технических достижений российских и зарубежных компаний и организаций, способствующих развитию микроэлектроники в России». Эксперты обсудят широкий круг актуальных вопросов – от автоматизации проектирования микро- и наноэлектронных схем и систем (МЭС), систем на кристалле и IP-блоков, до опыта разработки цифровых, аналоговых, радиотехнических функциональных блоков СБИС и особенностей проектирования СБИС для нанометровых технологий.
«КАДФЕМ Си-Ай-Эс» приглашает на ежегодную крупнейшую российскую онлайн-конференцию в области применения систем инженерного анализа и численного моделирования
01-02 декабря 2020 г. состоится XVII конференция CADFEM/Ansys – крупнейшее в России мероприятие в области применения систем инженерного анализа и численного моделирования, которая пройдет под девизом «В фокусе цифровой трансформации промышленности», определяющим инженерное численное моделирование как ключевую технологию и путь к цифровой трансформации и созданию цифровых двойников.