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01 ? ? 從海灣戰(zhàn)爭說起
30年前的海灣戰(zhàn)爭是一場典型的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭。在這場戰(zhàn)爭中，以美國為首的多國部隊，空軍用了38天，地面部隊僅100小時，以微弱的損失達(dá)成了戰(zhàn)爭的勝利。事后有評論說這場戰(zhàn)爭，“是一場硅片擊敗鋼鐵的勝利”，這里的“硅片”就是指以芯片為基礎(chǔ)的電子信息系統(tǒng)。
在這場戰(zhàn)爭中，有出盡了風(fēng)頭的“愛國者”和“飛毛腿”導(dǎo)彈。記得那時電視經(jīng)常會報道“愛國者”攔截“飛毛腿”的新聞，有時還會碰到直播。早期新聞報道，愛國者攔截成功率有90%，后來報道數(shù)據(jù)造假，實際成功率只有30%-50%。
海灣戰(zhàn)爭中，另一個搶眼的明星，F(xiàn)-117隱身轟炸機(jī)。該飛機(jī)在雷達(dá)上的面積比一只鳥還要小，幾乎可以忽略不計。
該飛機(jī)的設(shè)計理念最早來自于前蘇聯(lián)一位數(shù)學(xué)家彼得?烏菲莫切夫。1964年該數(shù)學(xué)家在莫斯科無線電工程研究所的期刊上發(fā)表了題為
“Method Of Edge Waves in the Physical Theory of Diffraction”的論文。翻譯過來就是“物理衍射理論中的邊緣波方法”，彼得?烏菲莫切夫從數(shù)學(xué)角度證明了物體返回的雷達(dá)強(qiáng)度和物體的邊緣形狀有關(guān)，而與大小無關(guān)，并且計算出了沿機(jī)翼表面和邊緣的雷達(dá)反射面。計算結(jié)果表面即使是大型飛機(jī)，其機(jī)翼按照一定規(guī)則設(shè)計，可以顯著的降低雷達(dá)反射面(RCS)。但是按照這種規(guī)則設(shè)計的飛機(jī)在空氣動力學(xué)上存在不穩(wěn)定，而且當(dāng)時的計算機(jī)技術(shù)也無法同時滿足飛行和設(shè)計需求。70年代，計算機(jī)技術(shù)有了飛速發(fā)展，當(dāng)時洛克希德公司分析師發(fā)現(xiàn)了該論文，同期DARPA簽發(fā)了建造“隱身攻擊機(jī)”的需求，也就有了后來的一系列隱身研發(fā)項目。
現(xiàn)在借助于CAE/EDA等電磁仿真軟件，精確建模和大型計算機(jī)，我們可以輕松準(zhǔn)確地計算出F-117以及B-2的雷達(dá)反射面積(RCS)，并采取相應(yīng)的反制措施。
02 ? ? EDA概述
維基百科上的解釋是：EDA，也稱ECAD，是一類用于設(shè)計集成電路和印刷電路板等電子系統(tǒng)的軟件工具。這些工具用來幫助芯片設(shè)計人員設(shè)計和分析整個半導(dǎo)體芯片的設(shè)計流程中協(xié)同工作，由于現(xiàn)代半導(dǎo)體可以包含數(shù)十億以上的組件，因此EDA工具對于設(shè)計非常重要。
百度百科解釋：EDA是指利用計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）軟件，來完成超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片的功能設(shè)計、綜合、驗證、物理設(shè)計（包括布局、布線、版圖、設(shè)計規(guī)則檢查等）等流程的設(shè)計方式。
部分書籍上介紹：EDA是電子設(shè)計自動化
(Electronics Design Automation）的縮寫，在20世紀(jì)60年代2中期從計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）、計算機(jī)輔助測試（CAT）和計算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。EDA技術(shù)是指以計算機(jī)為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC版圖或PCB版圖的整個過程的計算機(jī)上自動處理完成。
從一般意義上講，EDA遠(yuǎn)不止此，所有跟電子設(shè)備和裝備相關(guān)的設(shè)計，仿真，驗證，實驗等相關(guān)都可以納入EDA的范疇，類似于CAE。從納米級的器件晶體管，到IC集成電路，PCB，顯卡，收音機(jī)，家用電器，手機(jī)電腦，車載電子系統(tǒng)，天線，大型相控陣?yán)走_(dá)，其實都和EDA相關(guān)。目前大家對EDA的解讀主要在于集成電路設(shè)計，這個屬于行業(yè)理解范疇，沒什么問題。而通常講的EDA，主要是指EDA軟件，是工業(yè)軟件一個子類，也是一直以來國內(nèi)發(fā)展最弱的工業(yè)軟件之一。
03 ? ? 再聊芯片
考慮到EDA和芯片緊密相關(guān)，所以芯片內(nèi)容也稍微展開介紹一下：
進(jìn)一步展開：
以上圖片來源網(wǎng)絡(luò)
04 ? ? TCAD
TCAD(Technology CAD)是一個專有名詞，主要涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域晶體管的器件仿真和工藝仿真。
MOSFET: Metal-Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor?
金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管
FinFET:?Fin?Field-Effect Transistor? 鰭式場效應(yīng)晶體管
GAAFET: Gate All Around?FET(全柵場效應(yīng)晶體管)
CMOS: Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor?互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，區(qū)別“感光元器件”
以上圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
其中，2022年8月，美國商務(wù)部限制出口的EDA軟件就是專門用于GAAFET晶體管的設(shè)計仿真，該晶體管可以支持3納米的制程。
TCAD軟件是針對晶體管器件設(shè)計仿真和工藝仿真。晶體管的作用主要是在物理層表示數(shù)字上的1和0。器件仿真對象是成形的結(jié)構(gòu)，其理論基礎(chǔ)是通過調(diào)節(jié)器件里的電子和空穴狀態(tài)，來表征不同特性。多數(shù)載流子為電子的半導(dǎo)體為n型，多數(shù)載流子為空穴的為p型，一個p型和n型可以構(gòu)成最簡單的pn結(jié)，pn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，是許多器件所利用的基本特性；工藝仿真則是針對晶體管制造工藝過程，包括類似光刻，刻蝕，粒子注入過程中的模擬仿真等等，這里就不展開了。
TCAD數(shù)值計算中的PDE為漂移-擴(kuò)散方程，該方程是用來描述半導(dǎo)體中載流子的運動規(guī)律的方程。它描述了兩類運動：擴(kuò)散電流和漂移電流。漂移擴(kuò)散方程和泊松方程一起可以用來計算半導(dǎo)體內(nèi)的電勢分布和載流子濃度分布，該模型應(yīng)用廣泛，屬于用半經(jīng)典性模型。
摩爾定律
摩爾定律是英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾的經(jīng)驗之談，其核心內(nèi)容為：集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個月到24個月便會增加一倍。換言之，處理器的性能大約每兩年翻一倍，同時價格下降為之前的一半。
簡單理解就是單位面積的晶體管數(shù)量越多，其計算能力就越強(qiáng)。下圖展示了不同時期Intel處理器上晶體管的數(shù)量。橫軸是時間，豎軸是晶體管數(shù)量。
總之，TCAD可以認(rèn)為是EDA領(lǐng)域下面一個非常細(xì)分的領(lǐng)域，國內(nèi)外的玩家也比較少，市場上主流的兩款軟件Sentaurus和Slivaco。
05 ? ? 復(fù)習(xí)電磁波
1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。
1887年，德國物理學(xué)家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之后，1898年，馬可尼又進(jìn)行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。
電磁波有三大屬性，即振幅（強(qiáng)度、光強(qiáng)）、頻率（波長）和波形（頻譜分布），對于可見光而言，這三者分別對應(yīng)光顏色的明度，色相和色度，對于單一頻率的電磁波而言，還有初相位的概念，其波形為正弦曲線（余弦曲線），稱之為正弦波（余弦波），電磁波的波形越接近正弦波，其頻譜越純粹，單色性越好，典型的例子就是激光。
電磁波的一個重要屬性是頻率，它可以決定電磁波的各種性質(zhì)，但是描述電磁波的頻率，不一定必須用頻率本身，還可以是和頻率有關(guān)的物理量，常用的有波長（如果不做任何說明，則默認(rèn)指真空中的波長，與頻率是唯一對應(yīng)關(guān)系，成反比）、光子能量（與頻率成正比）、波數(shù)（波長的倒數(shù)，與頻率成正比，默認(rèn)為真空中的波長）和周期（與頻率成反比）等。
電磁波理論的建立和完善，是電子系統(tǒng)設(shè)計的重要理論基礎(chǔ)。
06 ? ? 電磁數(shù)值計算方法
計算電磁學(xué)CEM（computational electromagnetics）是筆者在研發(fā)過程中認(rèn)為最復(fù)雜的物理場，難度在CFD和計算材料學(xué)之上。計算電磁學(xué)的復(fù)雜主要表現(xiàn)在物理場抽象，計算規(guī)模大，同時求解方法眾多，涉及到大量的底層技術(shù)知識，電磁波在不同頻率上所表現(xiàn)的特質(zhì)完全不同。電磁求解的PDEs(偏微分方程組)是麥克斯韋方程組：
求解電磁學(xué)可分為三類：解析法，數(shù)值法，以及半解析半數(shù)值。
? 時域方法與譜域方法
電磁學(xué)的數(shù)值計算方法可以分為時域方法(Time Domain或TD)和頻域方法(Frequeney Domain或FD)兩大類。
時域方法對Maxwell方程按時間步進(jìn)后求解有關(guān)場量。最著名的時域方法是時域有限差分法(Finite Difference Time Domain或FDTD)。這種方法通常適用于求解在外界激勵下場的瞬態(tài)變化過程。若使用脈沖激勵源，一次求解可以得到一個很寬頻帶范圍內(nèi)的響應(yīng)。時域方 法具有可靠的精度，更快的計算速度，并能夠真實地反映電磁現(xiàn)象的本質(zhì)，特別是在諸如短脈沖雷達(dá)目標(biāo)識別、時域測量、寬帶無線電通訊等研究領(lǐng)域更是具有不可 估量的作用。
頻域方法是基于時諧微分、積分方程，通過對N個均勻頻率采樣值的傅立葉逆變換得到所需的脈沖響應(yīng)，即研究時諧(Time Harmonic)激勵條件下經(jīng)過無限長時間后的穩(wěn)態(tài)場分布的情況，使用這種方法，每次計算只能求得一個頻率點上的響應(yīng)。過去這種方法被大量使用，多半是 因為信號、雷達(dá)一般工作在窄帶。當(dāng)要獲取復(fù)雜結(jié)構(gòu)時域超寬帶響應(yīng)時，如果采用頻域方法，則需要在很大帶寬內(nèi)的不同頻率點上的進(jìn)行多次計算， 然后利用傅立葉變換來獲得時域響應(yīng)數(shù)據(jù)，計算量較大；如果直接采用時域方法，則可以一次性獲得時域超寬帶響應(yīng)數(shù)據(jù)，大大提高計算效率。特別是時域方法還能 直接處理非線性媒質(zhì)和時變媒質(zhì)問題，具有很大的優(yōu)越性。時域方法使電磁場的理論與計算從處理穩(wěn)態(tài)問題發(fā)展到能夠處理瞬態(tài)問題，使人們處理電磁現(xiàn)象的范圍得 到了極大的擴(kuò)展。
頻域方法可以分成基于射線的方法(Ray-based)和基于電流的方法(Current-based)。前者包括幾何光 學(xué)法(GO)、幾何繞射理論(GTD)和一致性繞射理論(UTD)等等。后者主要包括矩量法(MoM)和物理光學(xué)法(PO)等等?；谏渚€的方法通常用光 的傳播方式來近似電磁波的行為，考慮射向平面后的反射、經(jīng)過邊緣、尖劈和曲面后的繞射。當(dāng)然這些方法都是高頻近似方法，主要適用于那些目標(biāo)表面光滑，其細(xì) 節(jié)對于工作頻率而言可以忽略的情況。同時，它們對于近場的模擬也不夠精確。另一方面，基于電流的方法一般通過求解目標(biāo)在外界激勵下的感應(yīng)電流進(jìn)而再求解感 應(yīng)電流產(chǎn)生的散射場，而真實的場為激勵場與散射場之和。基于電流的方法中最著名的是矩量法。矩量法嚴(yán)格建立在積分方程基礎(chǔ)上，在數(shù)字上是精確的。其實，我 們并不能判斷它是一種低頻方法或者是高頻方法，只是矩量法所需要的存儲空間和計算時間隨未知元數(shù)的快速增長阻止了其對高頻情況的應(yīng)用，因而它只好被限定在 低頻至中頻的應(yīng)用上。物理光學(xué)法可以認(rèn)為是矩量法的一種近似，它忽略了各子散射元間的相互耦合作用，這種近似對大而平滑的目標(biāo)是適用的，但是目標(biāo)上含有邊 緣、尖劈和拐角等外形的部件時，它就失效了。當(dāng)然，對于簡單形狀的物體，PO法還是一個常用的方法，畢竟，它的求解過程很迅速，并且所需的存儲空間也非常 少(O(N))。
? 積分方程法與微分方程法
從求解的方程形式又可以分成積分方程法(IF)和微分方程法(DE)。IE法 與DE法相比，特點如下：(1)IE法的求解區(qū)域維數(shù)比DE法少一維，誤差僅限于求解區(qū)域的邊界，故精度高；(2)IE法適宜于求解無限域問題，而DE法 用于無限域問題的求解時則要遇到網(wǎng)格截斷問題；(3)IE法產(chǎn)生的矩陣是滿的，階數(shù)小，DE法所產(chǎn)生的矩陣是稀疏的，但階數(shù)大；(4)IE法難處理非均 勻、非線性和時變媒質(zhì)問題，而DE法則可以直接用于這類問題。因此，求解電磁場工程問題的出發(fā)點有四種方式：頻域積分方程(FDIE)、頻域微分方程 (FDDE)、時域微分方程(TDDE)和時域積分方程(TDIE)。
計算電磁學(xué)也可以分成基于微分方程的方法(Differential Equation)和基于積分方程的方法(Integral Equation)兩類。前者包括FDTD、時域有限體積法FVTD、頻域有限差分法FDFD、有限元法FEM。在微分方程類數(shù)值方法中，其未知數(shù)理論上 講應(yīng)定義在整個自由空間以滿足電磁場在無限遠(yuǎn)處的輻射條件。但是由于計算機(jī)只有有限的存貯量，人們引入了吸收邊界條件來等效無限遠(yuǎn)處的輻射條件，使未知數(shù) 局限于有限空間內(nèi)。即便如此，其所涉及的未知數(shù)數(shù)目依然龐大(相比于邊界積分方程而言)。同時，由于偏微分方程的局域性，使得場在數(shù)值網(wǎng)格的傳播過程中形 成色散誤差。所研究的區(qū)域越大，色散的積累越大。數(shù)目龐大的未知數(shù)和數(shù)值耗散問題使得微分方程類方法在分析電大尺寸目標(biāo)時遇到了困難。對于FEM方法，早期基于節(jié)點(Node-based)的處理方式有可能由于插值函數(shù)的導(dǎo)數(shù)不滿足連續(xù)性，而導(dǎo)致不可預(yù)知的偽解問題，使得這種在工程力學(xué)中非常成功的方法在電磁學(xué)領(lǐng)域內(nèi)無法大展身手，直到一種基于棱邊(Edge-based)的處理方式的出現(xiàn)后，這個問題才得以解決。同樣，電磁有限元高階單元可以提升計算精度，降低網(wǎng)格要求。
積分方程類方法主要包括各類基于邊界積分方程(Boundary Integral Equation)與體積分方程(Volume Integral Equation)的方法。與微分類方法不同，其未知元通常定義在源區(qū)，比如對于完全導(dǎo)電體(金屬)未知元僅存在于表面，顯然比微分方程類方法少很多；而格林函數(shù)(Green’s Function)的引入，使得電磁場在無限遠(yuǎn)處的輻射條件己解析地包含在方程之中。場的傳播過程可由格林函數(shù)精確地描述，因而不存在色散誤差的積累效應(yīng)。
07 ? ? EDA里的多物理場分析
EDA中的仿真分析除了器件仿真，電路仿真以及電磁仿真外，多物理場仿真也不可或缺，其中包括：
1.力學(xué)分析
手機(jī)跌落很容易對其中電子器件造成損壞，所以需要對其進(jìn)行動力學(xué)分析，保證手機(jī)中的電子器件在沖擊荷載下仍然能正常工作。交通裝備比如列車，飛機(jī)等在高速運動中產(chǎn)生的振動極易造成電子器件脫落和失效，也是力學(xué)分析的重點。其主要工具就是之前提到的顯式動力學(xué)軟件LSDYNA，Altair開源的openRadioss以及Abaqus的顯式模塊等。
2.熱分析
熱分析是電子器件分析的重點。據(jù)統(tǒng)計，約80%的電子器件失效并不是“用”壞的，而是燒壞的，其原因在于電子器件在工作時高溫狀態(tài)。同時溫度越高，芯片工作效率就越低。所以控制工作溫度也就是電子設(shè)備器件設(shè)計的重中之重。一般的CAE軟件都能進(jìn)行熱分析，是工業(yè)軟件仿真最基本的功能。
3.?熱應(yīng)力
電子器件溫度升高不僅影響器件本身，而且還會改變電路特性，此外由于溫度改變，產(chǎn)生額外熱應(yīng)力(Thermal Stress)，造成器件損壞或脫落，也是力學(xué)分析中的重點。熱應(yīng)力耦合是最基礎(chǔ)的多物理場仿真。
4. CFD
芯片中的CFD分析主要是針對散熱，相比一般的CFD計算，計算模型偏于簡單。CFD散熱和電路熱分析也是比較典型的弱耦合分析。
08 ? ? 電路理論和設(shè)計內(nèi)容
IC?和PCB
IC(Integrated Circuit)一般指集成電路，是一種微型電子器件，IC的制作過程是將一個電路中所需要的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連在一起，并制作在一塊或者幾小塊的半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，最后成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。
PCB(Printed Circuit Board)也就是常說的印制電路板，是電子元器件電氣相互連接的載體。印刷電路板從單面板發(fā)展到多面板，其所具備的性能越來越強(qiáng)大，在智能電子設(shè)備生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位
09 ? ? 研發(fā)人員需要了解什么
上圖是多次提到的工業(yè)軟件研發(fā)內(nèi)容，和EDA的研發(fā)內(nèi)容其實也高度吻合，比如CST，HFSS都需要三維幾何內(nèi)核和顯示引擎，使用有限元方法需要網(wǎng)格系統(tǒng)和求解大規(guī)模線性方程組，設(shè)計無一例外的需要優(yōu)化算法，比如布線，參數(shù)掃描。而類似掃頻功能天然適合HPC高性能計算。AI已經(jīng)應(yīng)用到PCB布線功能中。
最后再強(qiáng)調(diào)下，文件介紹主要針對工業(yè)軟件的研發(fā)人員，屬于科普性質(zhì)，因此在很多領(lǐng)域描述并不詳盡或準(zhǔn)確，尤其是涉及到半導(dǎo)體材料，工藝，產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)發(fā)展歷史以及設(shè)計仿真具體相關(guān)內(nèi)容。
10 ? ? 什么是封裝？
封裝，Package，是把集成電路裝配為芯片最終產(chǎn)品的過程，簡單地說，就是把鑄造廠生產(chǎn)出來的集成電路裸片（Die）放在一塊起到承載作用的基板上，把管腳引出來，然后固定包裝成為一個整體。
不同的計算和通信功能可能集成在一個硅單片上，通常被稱為片上系統(tǒng)(System on Chip)或SoC集成；或者異構(gòu)集成在封裝內(nèi)，通常稱為系統(tǒng)級封裝(System in Package, SiP)。片上系統(tǒng)集成技術(shù)的優(yōu)點在于縮短了互連長度，提高了信號質(zhì)量，由于IP核之間的高效片上鏈接降低了系統(tǒng)功耗，同時也因從整體上減少了硅片面積而進(jìn)一步實現(xiàn)了摩爾定律。
? 為什么要三維封裝？
傳統(tǒng)工藝一般都是2D或2.5D封裝，但隨著對芯片功耗，小型化以及工藝的提升，目前主流封裝采用三維封裝。
通過三維封裝技術(shù)可以大幅度縮小電子產(chǎn)品尺寸和減輕重量，降低功耗。
常用的封裝架構(gòu)有：
芯片+芯片
封裝+封裝
異構(gòu)集成（Chiplet，芯片堆疊，封裝堆疊）
封裝設(shè)計是芯片和EDA領(lǐng)域非常重要的一塊業(yè)務(wù)，其標(biāo)準(zhǔn)制定也是各大軟硬件廠商搶占的制高點。比如Intel主導(dǎo)的UCIe標(biāo)準(zhǔn)就是制定了一系列Chiplet連接標(biāo)準(zhǔn)，成立的UCIe聯(lián)盟則是讓更多的軟硬件公司使用和支持其標(biāo)準(zhǔn)，建立生態(tài)。而先進(jìn)封裝涉及到材料，器件，工藝，制造設(shè)備，EDA軟件等等，也是行業(yè)技術(shù)水平的集中體現(xiàn)。
11 ? ? 什么是IP核？
IP也就是Intellectual Property，知識產(chǎn)權(quán)。
IP核就是知識產(chǎn)權(quán)核或知識產(chǎn)權(quán)模塊的意思，在EDA技術(shù)開發(fā)中具有十分重要的地位。IP（知識產(chǎn)權(quán)）核將一些在數(shù)字電路中常用，但比較復(fù)雜的功能塊，如FIR濾波器、SDRAM控制器、PCI接口等設(shè)計成可修改參數(shù)的模塊。隨著CPLD/FPGA的規(guī)模越來越大，設(shè)計越來越復(fù)雜（IC的復(fù)雜度以每年55%的速率遞增，而設(shè)計能力每年僅提高21%），設(shè)計者的主要任務(wù)是在規(guī)定的時間周期內(nèi)完成復(fù)雜的設(shè)計。調(diào)用IP核能避免重復(fù)勞動，大大減輕工程師的負(fù)擔(dān)，因此使用IP核是一個發(fā)展趨勢，IP核的重用大大縮短了產(chǎn)品上市時間。
從軟件工程角度理解，IP核可以看作是已經(jīng)開發(fā)好的可以復(fù)用的模塊，或者第三方庫。有些公司專門開發(fā)IP核，就類似QT公司專注做軟件的GUI。
12 ? ? 什么是PDK？
集成電路PDK 是 Process Design Kit 的縮寫，是制造和設(shè)計之間溝通的橋梁，是模擬電路設(shè)計的起始點。
PDK是芯片設(shè)計流程中與EDA工具一起使用的特定于代工廠的數(shù)據(jù)文件和腳本文件的集合。PDK的主要組件是模型，符號，工藝文件，參數(shù)化單元（PCell）和規(guī)則文件。使用PDK，設(shè)計人員可以快速啟動芯片設(shè)計，并從原理圖輸入到版圖輸出，無縫地完成設(shè)計流程。
13 ? ? 什么是SPICE
目前構(gòu)成器件模型的方法有兩種：一種是從元器件的電學(xué)工作特性出發(fā)，把元器件看成‘黑盒子’，測量其端口的電氣特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，稱為行為級模型。這種模型的代表是IBIS模型和S參數(shù)。其優(yōu)點是建模和使用簡單方便，節(jié)約資源，適用范圍廣泛，特別是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級模型幾乎是唯一的選擇，缺點是精度較差，一致性不能保證，受測試技術(shù)和精度的影響；另一種是以元器件的工作原理為基礎(chǔ)，從元器件的數(shù)學(xué)方程式出發(fā)，得到的器件模型及模型參數(shù)與器件的物理工作原理有密切的關(guān)系。SPICE模型是這種模型中應(yīng)用最廣泛的一種，其優(yōu)點是精度較高，特別是隨著建模手段的發(fā)展和半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和規(guī)范，人們已可以在多種級別上提供這種模型，滿足不同的精度需要。缺點是模型復(fù)雜，計算時間長。
14 ? ? 什么是高頻電路?
高頻電路有其特殊性，主要原因在于一方面電阻，電感，電容等各種電路元器件隨工作頻率表現(xiàn)出高度非線性特征，另外在高頻工作時，電路受電磁場場效應(yīng)明顯，其工作原理和低頻電路完全不同，比如高頻電路常見的趨膚效應(yīng)，寄生電容，電磁串?dāng)_等。
對于高頻電路，有對應(yīng)的分析內(nèi)容，主要包括信號完整性SI(Signal Integration)和電源完整性?PI(Power Integration)
對高頻電路的理解可以從傳輸線開始，一般的PCB設(shè)計書上都有介紹。
15 ? ? 什么是前端設(shè)計和后端設(shè)計？
互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有前端和后端之分，前端主要指基于網(wǎng)頁等的表示層客戶端，而后端主要指以數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)處理為主的服務(wù)端。
EDA前端設(shè)計主要是邏輯設(shè)計，前端以設(shè)計架構(gòu)為起點，以生成可以布局布線的網(wǎng)表為終點，是用設(shè)計的電路實現(xiàn)想法；
后端是物理設(shè)計，數(shù)字后端以布局布線為起點，以生成可以可以送交foundry進(jìn)行流片的GDSII文件為終點，是將設(shè)計的電路制造出來，在工藝上實現(xiàn)想法。
16 ? ? 天線系統(tǒng)
天線系統(tǒng)是由發(fā)射天線和接收天線組成的系統(tǒng)。前者是將導(dǎo)行波模式的射頻電流或電磁波變換成擴(kuò)散波模式的空間電磁波的傳輸模式轉(zhuǎn)換器；后者是其逆變換的傳輸模式轉(zhuǎn)換器。
通常EDA軟件需要精確仿真計算天線的各種性能，包括二維三維遠(yuǎn)場和近場輻射方向圖，天線的方向性，增益，軸比，半功率波瓣寬度，內(nèi)部電磁場分布，天線阻抗，電壓駐波比，S參數(shù)等相關(guān)內(nèi)容。
17 ? ? RICS-V是什么？
RISC-V是一種精簡的指令集計算機(jī)（RISC）架構(gòu)，與Arm，Power或Sun SPARC并無不同。但是與以前的RISC處理器不同，RISC-V是完全開源的，任何人都可以免費使用。它也很小，只有47條指令。相比之下，Arm有200多條指令，而AMD和Intel使用的復(fù)雜指令集計算機(jī)（CISC）架構(gòu)可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1，500條指令，同時也無需RAM或者X86架構(gòu)的高額授權(quán)費用，使得RICS-V成為國內(nèi)很多芯片設(shè)計公司的首選。
EMC(Electro Magnetic Compatibility)——電磁兼容，是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中，按設(shè)計要求正常工作的能力。就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科，也是一門以電磁場理論為基礎(chǔ)，包括信息、電工、電子、通信、材料、結(jié)構(gòu)等學(xué)科的邊緣科學(xué)，同時也是一門實踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，需要產(chǎn)品工程師具有豐富的實踐知識。EMC仿真是EDA軟件中的一項重要分析功能。
19 ? ? Sign-Off是什么
Sign-Off字面意思是簽收，簡單理解就是交付。事情全部做完交付！
20 ? ? 行業(yè)哪些公司
一般認(rèn)為全球SIEMENS，CADENCE，SYNOPSYS三大公司是EDA廠商第一梯隊，最近（2022年）ANSYS自己表示也已進(jìn)入EDA第一梯隊。
最后再強(qiáng)調(diào)下，文件介紹主要針對工業(yè)軟件的研發(fā)人員，屬于科普性質(zhì)，因此在很多領(lǐng)域描述并不詳盡或準(zhǔn)確，紅色標(biāo)注的是關(guān)鍵字，需要進(jìn)一步了解可以用作關(guān)鍵字查詢。
名詞解釋：
? RCS--Radar Cross-Section?
雷達(dá)反射截面
??Moore's Law--摩爾定律
??SoC--System on Chip 片上系統(tǒng)
??TSV--Through Silicon Via 硅通孔
??BGA--Ball Grid Array Package?
球柵陣列
??SIP--System in Package 系統(tǒng)封裝
??ASIC--Application Specific Integrated Circuit 專用集成電路
??FPGA--field-programmable gate array
場可編程門陣列
??EDA--Electronic Design Automation 電子設(shè)計自動化
??CAD--Computer Aided? Design?
計算機(jī)輔助設(shè)計
??TCAD--Technology CAD?
涉及半導(dǎo)體工藝和器件仿真技術(shù)
??ECAD--Electronic CAD?
電子計算機(jī)輔助設(shè)計
??CEM--Computational Electro-Magnetics
計算電磁學(xué)
??VLSI--Very Large Scale Integration
大規(guī)模集成電路
??CPU--Central Processing Unit?
中央處理器
??GPU--Graphic Processing Unit?
圖形處理器
??TPU--Tensor Processing Unit?
張量處理器
??NPU--Network Processing Unit?
網(wǎng)絡(luò)處理器
??PDE--Partial Differential Equation 偏微分方程
編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
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