通過(guò)提供羅姆半導(dǎo)體參考設(shè)計(jì)的 “數(shù)字孿生原型”探索未知設(shè)計(jì)空間

是德科技公司近日與領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商 羅姆半導(dǎo)體公司（ROHM Semiconductor） 近日聯(lián)合宣布推出一個(gè)兼容  PathWave 先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ADS） 的新工作區(qū)。通過(guò)該工作區(qū)，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)現(xiàn)有開(kāi)關(guān)電源（SMPS）設(shè)計(jì)的虛擬原型進(jìn)行修改以快速完成設(shè)計(jì)目的并開(kāi)展預(yù)兼容測(cè)試，從而及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，避免造成重大問(wèn)題，最終節(jié)省寶貴的設(shè)計(jì)時(shí)間和成本。是德科技是一家領(lǐng)先的技術(shù)公司，致力于幫助企業(yè)、服務(wù)提供商和政府客戶加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個(gè)安全互聯(lián)的世界。

更高效率、更高功率密度和更低成本是客戶始終追求的目標(biāo)，為此他們對(duì)開(kāi)關(guān)電源有著非常迫切的需求。由碳化硅（SiC）和相關(guān)材料制成的快速、低損耗開(kāi)關(guān)兼具高性能和高效率的優(yōu)勢(shì)，可以滿足未來(lái)的各種應(yīng)用需求。然而，高速開(kāi)關(guān)會(huì)帶來(lái)電壓尖峰（“振鈴”）等不利效應(yīng)。此外，開(kāi)關(guān)電源的工作速度越來(lái)越快，想要符合傳導(dǎo)和輻射電磁干擾（EMI）規(guī)范變得越來(lái)越困難。對(duì)“虛擬原型”或“數(shù)字孿生原型”進(jìn)行預(yù)兼容分析可以圓滿解決這一問(wèn)題，但以往需要設(shè)計(jì)人員具備專業(yè)技術(shù)來(lái)獲得和使用必要的設(shè)計(jì)信息，也就是“工作區(qū)”。

為了克服這一難題，是德科技與羅姆公司聯(lián)手打造了 ROHM 參考設(shè)計(jì) （ P01SCT2080KE-EVK-001 型號(hào) ） 的“數(shù)字孿生原型”，并通過(guò)是德科技網(wǎng)站提供給雙方的共同客戶。

虛擬原型可以與物理原型形成互補(bǔ)。物理原型是評(píng)測(cè)一致性和被測(cè)特性的黃金標(biāo)準(zhǔn)，但它存在幾個(gè)短板： 設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量成本非常高昂，且相當(dāng)耗時(shí)；容易發(fā)生災(zāi)難性故障（眾所周知的“煙霧測(cè)試”會(huì)產(chǎn)生實(shí)際煙霧）；很難對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

相比之下，對(duì)虛擬原型做出修改要容易得多。在仿真過(guò)程中它們確實(shí)會(huì)在器件超出極限條件時(shí)發(fā)出警告，但不會(huì)有真正的物理?yè)p失。用戶可以記錄 3D 網(wǎng)格中每個(gè)空間點(diǎn)以及仿真中每次時(shí)間步進(jìn)的電壓、電流和電場(chǎng)值，并繪制成參數(shù)圖。甚至對(duì)于在現(xiàn)實(shí)情況下無(wú)法接觸（如半導(dǎo)體封裝內(nèi)）的點(diǎn)，也能執(zhí)行此類操作。

羅姆公司部門負(fù)責(zé)人 Ippei Yasutake 表示：“我們的許多客戶都在為版圖效應(yīng)問(wèn)題而頭疼，如果開(kāi)關(guān)環(huán)路中的電流轉(zhuǎn)換速率超過(guò) 1A/ns，即使非常小的寄生電感也會(huì)引起振鈴。另外，抑制 EMI 也是一大挑戰(zhàn)。數(shù)字孿生原型能讓客戶洞察設(shè)計(jì)缺陷，從而盡早修改設(shè)計(jì)，將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)?！?/p>

Picotest 公司總監(jiān) Steve Sandler 表示：“對(duì)于想要充分利用寬禁帶半導(dǎo)體功率器件設(shè)計(jì)的客戶，這一功能可以為他們節(jié)省大量時(shí)間。版圖可能很難管理，EM 提取是關(guān)鍵。這個(gè)工作區(qū)和 PEPro 等專用工具能夠讓工作變得更輕松?！?/p>

是德科技 PathWave 軟件事業(yè)部新興業(yè)務(wù)總監(jiān) 鄒楊表示：“我經(jīng)常聽(tīng)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)工程師提起，在高 di/dt的情況下，設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常耗費(fèi)精力的工作。我們的‘虛擬原型’預(yù)兼容測(cè)試功能推出后，受到了工程師們的一致認(rèn)可。”