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1 概述
ANSYS SIwave是一款專用設計平臺，可用于電子封裝與PCB的電源完整性、信號完整性及EMI分析。此軟件可在三個專用分析套件中提供：SIwave-DC、SIwave-PI與SIwave。上述產品可互相作為構建基礎，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能為復雜電子封裝和PCB提供準確、強大和快速的電源完整性、信號完整性和EMI分析。為加快模型創建，SIwave能夠從Altium、Autodesk、 Cadence、Mentor Graphics和Zuken等知名供應商導入ECAD文件。另外還支持GDSII、ODB++和IPC2581等其他格式，提供構建完整ECAD系統的能力。這很大地提高了分析現代電子封裝和PCB的效率，確保適當的產品性能。為進行實際設備的建模，Q3D Extractor能無縫地把數據傳輸給多種不同的物理求解器，如ANSYS Workbench內用于熱設計的ANSYS Icepak 和用于結構分析的 ANSYS Mechanica。
2 使用領域
集成電路 (IC) 封裝
- PCB 直流分布、SI、PI
- 去耦電容自動優化
- 高速通道設計
- 遠場輻射、EMI/EMC
- 阻抗和串擾掃描
3 功能特點
ECAD導入、轉換和MCAD導出
SIwave直接從第三方EDA布局工具導入ECAD幾何結構、材料和組件，從而無縫集成到現有EDA設計流中。用戶還可以把導入的幾何結構和幾何結構開口形狀導出至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設計流程。在該環境中，您可以調用準確的求解器技術進行分析。
HFSS – 從IC封裝和PCB中提取S參數或SPICE模型時，可以從SIwave桌面實例化HFSS 3-D FEM求解器。
PSI – 從IC封裝和PCB中提取PDN S參數或SPICE模型時，可以從SIwave桌面實例化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 – 為大型芯片封裝設計提取RLC或S參數網表時，可以從SIwave桌面實例化CPA（芯片封裝分析）求解器。IC設計人員可以利用RedHawk中的CPA求解器實現芯片和封裝設計的協同可視化。
Q3D Extractor – 在IC封裝和PCB上執行RLC寄生提取時，可以從SIwave桌面實例化Q3D solver。
Icepak – 需要對IC封裝或PCB進行熱分析時，可以從SIwave桌面實例化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 – 需要時域SPICE分析進行時序分析時，可以從SIwave桌面實例化Nexxim電路求解器。
- HSPICE – 需要時域SPICE分析進行時序分析時，可以從SIwave桌面實例化HSPICE電路求解器。
Zo掃描器和串擾掃描
Zo和串擾掃描器為PCB和封裝內部的走線提供非常準確的場求解器計算的特征阻抗和耦合系數。易于理解的.html報告和可視化使之成為所有設計工程人員主要的驗收功能。
近場和遠場電磁干擾（EMI）
SIwave為封裝和PCB提供近場和遠場3-D可視化和2-D合規報告。工程人員能夠預測因EMI/EMC造成的失效，找出現有問題，大幅縮短通過輻射泄露測試所需的時間。
傳導性EMI
通過為SIwave添加 ANSYS Apache芯片電源模型（CPM） ，用戶能夠預測從IC供電系統到封裝、PCB和系統的傳導性輻射泄露。這其中包括接頭、多個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，用戶能夠預測PCB或封裝的天然腔體諧振。該功能預測了能導致供電網絡中斷，產生輻射泄漏的諧振。該解決方案讓用戶實現在PCB或封裝內部添加所有相關組件的IC晶片網絡、SPICE和Touchstone模型。
自動解耦優化
在開發深度亞微米技術時，設計人員面臨著既要滿足嚴格的日程安排和預算要求，又要降低設計成本的任務?，F今大量PCB和封裝的優化主要取決于不同的電容器模型、電容器價格和電容器數量，而這不能以犧牲設計的信號完整性和電源完整性性能為代價來實現。SIwave-PI能以很低成本為用戶設定的阻抗特征找到理想的解耦電容器配置。
TDR和飛行時間分析
SIwave內置易用的設置向導，可用于封裝和PCB的時域反射（TDR）的研究。該信號網絡分析器能夠迅速比較信號飛行時間和特征阻抗，以實現快速分析。當用戶需要了解DDR4、PCIe 3.0、USB 3.0等高速接口中的電氣長度和機械長度的對比情況時，這會有益處。
IBIS和IBIS-AMI串行解串器分析
SIwave內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驅動器/接收器模塊開展仿真。還提供用于實驗設計的完整原理圖捕捉和參數化設計功能。
網絡數據探查
網絡數據探索器能夠快捷方便地分析S-、Y-和Z-參數，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格式以數值化方式的查看數據。此外，還提供大量宏模型導出：HSPICE、PSPICE、Nexxim狀態矢量空間、 Simplorer、Touchstone等。用戶可以同時查看多個 Touchstone 文件。使用單元過濾功能，用戶可以迅速分析插入和返回損耗。還能同時為來自 HFSS、 SIwave 和 Planar EM的變量繪圖。
使用Icepak求解器開展傳導熱分析
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，能實現準確的IC封裝和PCB熱建模。Icepak用于解決與電子組件熱能耗散有關的問題。這種熱能耗散會造成過熱，導致組件提前失效。隨后用戶可以使用 ANSYS Mechanical評估熱應力。這種多物理場方法能讓工程人員和設計團隊開展耦合EM-熱-應力分析，從而完全了解設計。
芯片封裝系統
電路板、封裝和晶片供電網絡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。成功的工程團隊正在把仿真和分析驅動產品設計流程用于IC、封裝和PCB供電網絡。ANSYS芯片封裝系統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。該工作流內置芯片電源模型（CPM）和完整芯片供電網絡的緊湊型SPICE關聯模型。CPM由空間和時間開關電流特征以及非線性片上器件組成，為封裝和PCB仿真準確展現的芯片行為。該工作流采用了先進的網格生成和多CPU求解器技術，能可靠的求解Maxwell方程組，生成準確的封裝和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。
虛擬合規性
SIwave可幫助用戶判斷其DDR3/4總線是否符合Jedec標準。該解決方案為主要的時間指標提供符合/不符合標準，例如數據建立和保持時間、降額分析、位對位時序偏差、上沖、下沖等。該編程環境能為基本上所有標準提供合規報告定制功能：DDR、USB、PCIe、MIPI、CISPR EMC等。
Synopsys HSPICE分析
ANSYS已與Synopsys結成合作伙伴，能夠使用ANSYS的電磁場求解器開展HSPICE電路仿真。這一技術讓用戶在Electronics Desktop軟件內使用ANSYS Nexxim電路求解器或HSPICE電路求解器。Desktop技術已內置在SIwave中，為電子產品提供端到端解決方案。
4 模塊功能對比
5 產品概覽
ANSYS電磁場 電路/系統仿真產品
