上海交大毛军发与吴林晟团队打破性科研成就助力中国射频规模自主成长

光山新闻网 林晓舟 2020-09-18 20:24:40
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  中新网上海9月18日电 (张凌峰 江倩倩 许婧)正在上海举行的第二十二届中国国际家产展览会上,由中国科学院院士、上海交通大学副校长毛军发和传授吴林晟研究团队自主研发的整套射频EDA仿真软件表态上海交通大学展台,备受存眷。

  射频电路是遍及应用于无线通信中的集成电路,上至卫星通信,下至手机、WiFi、共享单车,随处都有射频电路的身影。

  设计是射频财富链的源头,射频电子设计自动化(EDA)软件是射频电路设计的使能端,也是射频财富的重要基石。但射频EDA具有技能门槛高、难度大、成就积聚时间长、用户惯性大、收效周期慢的特点。射频EDA规模中海外企业起步较早,今朝占据着中国市场九成以上份额。今朝仅芯和半导体科技(上海)有限公司一家国产成套射频EDA软件供给商。

三维射频系统级封装的协同设计。上海交大供图

三维射频系统级封装的协同设计。上海交大供图

  针对中国对自主可控的射频电路EDA软件的急切需求,毛军发院士和吴林晟传授研究团队,与芯和半导体科技(上海)有限公司开展相助,在国度973项目、国度自然科学基金、国度重大专项、上海市科委科研打算项目等的支持下,提出了高效的电磁和多物理仿真建模算法,自主研发仿真软件,实现器件多物理、多成果自动化协同设计,并基于上述成就连系成立了集成无源器件常识产权(IP)库、研制了多款产物,已经在移动通信、卫星通讯和集成电路等多个规模取得推广应用,为中国在射频EDA软件规模冲破国际封闭做出了重要孝敬。

  据先容,今朝国际主流射频EDA软件主要有Cadence、ADS等,这些海外软件了把持了市场的绝大部门,但也存在着在阐明射频电路时耗损资源大、效率低、建模难度大等问题。

  思量到当前EDA软件的不敷,上海交通大学团队提出了基于广义传输矩阵的准确高效电磁场阐明算法和电磁-热-应力耦合多物理场仿真算法,连系研制出首套国产射频电路芯片-三维封装连系电磁场仿真建模商用软件。该软件可以办理芯片级封装的跨标准仿真问题,可以高效准确地实现超过从纳米到厘米7个数量级的电磁仿真,仿真效率比现有仿真东西提高10倍以上。

  团队还提出了多种高效精确的电磁-热-应力耦合多物理场仿真算法,自主研发出多物理场仿真软件,打破了射频封装布局多物理场的准确高效仿真技能瓶颈。该软件的仿真效率比今朝的主流商用软件提高了几十倍,占用内存明明减小。

  多家行业龙头企业将上述两种软件应用到产物研发中,大幅缩短研制周期,低落研发本钱,设计获得的产物综合机能和靠得住性获得显著的改进。

  功耗低、尺寸小、散热快是射频电路但愿到达的方针,可是减小尺寸很容易导致高功率电路呈现过热的问题。毛军发院士与吴林晟传授团队分身射频电路中电磁和热特性,提出了元件级电热协同殽杂设计要领,阐明时间与商用软件对比晋升20倍以上,该技能用于优化高功率芯片在无源电路和封装外貌的贴装位置,可使电路最大温升低落30%,有效办理了电路的散热问题。

  射频电路中有大量差异成果的无源元件和天线布局,为了实现电路尺寸的减小而纯真缩小特定元件尺寸凡是会引起机能变差,毛军发院士与吴林晟传授团队实现了将6个传统元件融合为1个元件的打破,显著简化了射频系统架构,大幅低落整个系统的尺寸和损耗。

  团队进而自主研发了一整套软件,包围了射频滤波器等无源电路的整个设计流程,可以用于自动优化设计,分身多种设计需求,也办理了高频参数敏感性带来的设计调试困难。团队利用这套软件研制了系列化的多成果无源元件和毫米波滤波天线阵列,2017年获华为优秀相助孝敬奖。