- Keysights PathWave ADS 2024 beschleunigt 5G mmWave-Design und treibt die 6G-Entwicklung voran
- Die EDA-Softwaresuite bietet einzigartige Designfunktionen für 5G- und künftige 6G-Halbleiterchips, die die nächste Generation von Wireless-Systemen ermöglichen.
Böblingen, 29. Juni 2023 – Keysight Technologies stellt PathWave Advanced Design System (ADS) 2024 vor, eine Software-Suite für EDA (Electronic Design Automation), die Chipdesignern neue Funktionen für Millimeterwellen (mmWave) und Subterahertz-Frequenzen (Sub-THz) bietet. Diese beschleunigen das Design von 5G-mmWave-Produkten und greifen den Anforderungen für die Entwicklung von 6G-Kommunikation vor.
Entwickler von 5G- und nicht-terrestrischen Netzwerkkomponenten entwickeln Funk-Frontend-Module der nächsten Generation, die mmWave-Frequenzbänder verwenden und erhebliche Herausforderungen an Design und Simulation stellen. Diese Frequenzen sind anfällig für Signalverluste aufgrund von Ausbreitungseigenschaften, atmosphärischer Dämpfung, komplexen Gehäuseproblemen sowie Rausch- und Dynamikbereichsproblemen. Die Entwicklung für 6G stellt mit Sub-THz-Signalen, die bei höheren Frequenzen arbeiten, eine noch größere Herausforderung dar.
Entwickler von MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuits) und Modulen kombinieren mehrere Halbleiter- und III-V-Prozesse bei mmWave-Frequenzen, was eine mehrfache Bestückung der Chips, Verbindungen auf Modulebene und Leistungsbetrachtungen erfordert. mmWave-Leistungsverstärker werden separat vom Rest des Designs gebaut, um Wärme-, Ertrags- und Halbleiterleistungsprobleme zu minimieren. Darüber hinaus können die in Galliumnitridprozessen entwickelten Leistungsverstärker höhere Stromdichten als Silizium verarbeiten.
Neue Halbleiter-Packaging-Techniken, wie das Flip-Chip-Bonding, ermöglichen eine höhere Baudichte und Leistung. Diese Gehäuse erfordern auch ein Co-Design über mehrere Technologien und Prozesse hinweg, da sie Herausforderungen in Bezug auf internes Übersprechen, elektromagnetische Störungen (EMI), Stabilität und Betriebstemperatur mit sich bringen.
Die neueste Version der branchenführenden Hochfrequenz- und Mikrowellen-Designsoftware (RF/uW) von Keysight adressiert diese Schwierigkeiten bei der Entwicklung mit Verbesserungen in den Bereichen Algorithmus, Layout, elektrothermische Eigenschaften und Workflow-Automatisierung.
Zu den neuen PathWave ADS 2024-Designfunktionen gehören:
- Schnellere 3D-EM- und 3D-Planar-Meshing- und Solver der zweiten Generation – Bietet verbesserte Algorithmen, die das Fachwissen über Mikrowellenstrukturen und -prozesse optimal nutzen. Netzoptimierung, Layout- und Konnektivitätsverbesserungen reduzieren die Problemgrößen für schnellere Simulationen. Die verbesserten Solver beschleunigen die Simulationen um das bis zu zehnfache und erfordern weniger spezielle Anwenderkenntnisse für eine größere Bandbreite von Problemen, einschließlich mmWave-Design bei Automotive-Radarfrequenzen von 79GHz. Offene Workflows reduzieren den Aufwand für die Datenbankverwaltung und die iterative, manuelle Einrichtung.
- Erweiterte Layout- und Verifizierungsfunktionen – ermöglicht die Designfreigabe direkt aus ADS für LVS, LVL, DRC und ERC für MMICs sowie die Optimierung der Produktivität bei der Modul- und Multi-Technologie-Bestückung. Wavetek ist die neueste Foundry, die ADS für einen End-to-End-Workflow vollständig unterstützt.
- Elektrothermische Verbesserungen beschleunigen die Validierung – höhere Zuverlässigkeit und bessere Betriebsleistung durch Validierung der dynamischen Betriebstemperaturen von Bauteilen unter verschiedenen Vorspannungs- und Signalbedingungen. Unterstützt hochleistungsfähige Rechenbeschleunigung und bis zu 100-fache Beschleunigung von Transienten mit Electrothermal Dynamic Re-use W3051E, was eine höhere Testplanabdeckung und frühere Erkenntnisse in der Designphase ermöglicht.
- Unterstützung benutzerdefinierter Arbeitsabläufe mit erweiterten Python-APIs – erhöht die Flexibilität und Skalierbarkeit. Ein Dienstprogramm für den Import von Load-Pull-Daten, ANN-Modellierung und Python-Automatisierungsskripte für Entwickler von 5G-Leistungsverstärkern erschließen neue Anwendungsmöglichkeiten, um gezielte Personalitäten von ADS zu schaffen.
Doug Jorgesen, Vice President of Applications, Marki Microwave, sagte: „Wir verwenden PathWave ADS für unsere mmWave-Leistungsverstärker-Designs, weil es sich um eine integrierte Komplettlösung handelt, die uns Simulationsmodelle, Layout-Tools und die Genauigkeit bietet, die wir für einen erfolgreichen First Pass benötigen. ADS verfügt über eine einzigartige Winslow-Tastkopf-Stabilitätsanalyse, mit der wir unsere Verstärkerdesigns zuverlässig optimieren können. Unsere Simulationen stimmen genau mit unseren Labormessungen überein, sodass wir teure Prototyp-Neuentwicklungen unserer Designs vermeiden. ADS ist unser bevorzugtes Tool für das Design von Leistungsverstärkern.”
Joe Civello, PathWave ADS Produktmanager bei Keysight, sagte: „Traditionelle RF/uW EDA-Workflows beinhalten eine Vielzahl von spezialisierten Solvern, die Datenbanktransfers, tiefes Fachwissen und die Vertrautheit mit verschiedenen Umgebungen erfordern. Wir haben die elektromagnetischen (EM) Vernetzungs- und Lösungsalgorithmen von ADS noch schneller und leistungsfähiger gemacht, um die Abdeckung von Parametern wie Prozessvariationen und Layouteffekten zu verbessern. RFPro in PathWave ADS 2024 strafft die Arbeitsabläufe zu einem einheitlichen Schaltungs-EM-Co-Design-Cockpit, in dem Schaltungsentwickler nun EM-Simulationen durchführen können, um Designs schon früh im Entwicklungszyklus abzustimmen und zu optimieren. ADS unterstützt Multitechnologie-Design und die Analyse von thermischen, EM- und Layout-Parasitäten auf Schaltungen und Signalmodulation. Es ermöglicht eine schnelle Zusammenstellung von Schaltungen, MMICs, Gehäusen, Verbindungen und Modul-Layouts, um die Produktivität der mmWave-Entwicklung deutlich zu verbessern.“
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