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技术巡回展圆满落幕 | 下一代电子设计将如何实现加速创新、降本增效?

在过去的十年间，电子行业经历了前所未有的变革时代。随着新一代消费者对电子产品功能与需求的增多，AI、VR、5G、物联网等技术应用的加入，导致单个电子设计中，设计网络和器件、设计约束、高速信号数量攀升;同时，越来越多的部门和角色参与到电子产品的研发过程中，致使组织流程和设计流程变得更加复杂;并且，伴随全球诸多因素影响，也对电子设计全球供应链带来不确定性。面对日益增长的创新需求与愈加复杂的设计环境，电子行业公司亟需加速创新，采取降本增效措施，以应对未来挑战。

2023年5月，西门子EDA跨越上海、北京、深圳、西安和成都五座城市，顺利举办2023年度技术巡回展。会议过程中，西门子EDA与电子行业参与者共同探讨，下一代电子产品将如何借助数字化加速产品创新，实现降本增效。更有西门子EDA专家现场演示电源电子系统设计及验证解决方案、从电路仿真到热仿真的全面解决方案，以及如何通过验证分析提高产品可靠性等电子行业热门话题。跨越山海，共赴未来之约。

下一代的电子系统研发平台

随着电子行业数字化转型逐渐走向“深水区”， 下一代的电子系统研发通常需要包含三个层面的建设与考量，即数字底座建设、数字化设计平台建设以及数字化验证平台建设。近些年来，西门子通过不断的研发创新与商业重组，成为电子设计自动化(EDA)领域的先驱者，为数以百计的中国电子半导体客户提供技术服务与支持。

在数据管理层面，西门子EDM(electronic data management)解决方案，实现对元器件、模块、单板和多板系统的“智能座舱”式管理，并支持复用模块来高效利用已有的IP资源，提升产品质量和交付效率，透过“归一化”元器件应用降低产品成本。在仿真验证层面，西门子EDA拥有一套覆盖全流程的自动化仿真工具。在设计层面，西门子EDA特别强调提升整体设计效率的多人、跨专业团队的协同设计，提供系列先进的工具和解决方案，以满足不同阶段的设计需求。并且西门子EDA的设计平台提供的协同设计能力，能够支持多人同时进行设计工作，加速交付进度。

电源电子系统设计及验证解决方案

电源功率模块被广泛应用于汽车、能源、医疗等各个领域，一个系统级设计，若电源模块的设计不合理、验证不全面，会对整个电子系统的稳定性带来隐患。针对电源模块设计，西门子EDA提供完整的覆盖从设计到验证的解决方案。

一个好的产品设计通常离不开一个好的产品定义，要将产品定义的功能转化为电路实现，首先需要进行原理图绘制，并根据功能对电路原理图进行层次化设计;原理图设计完成后，基于spice模型，对特定电磁兼容标准进行传导发射电路仿真的合规性分析;为了得到更精准的仿真结果，从PCB中提取对应的寄生参数信息，自动加载到模拟验证中，从而达到仿真与实测相吻合的结果;然后将功能性仿真FFT的结果作为EMI辐射发射的激励源导入Hyperlynx adv求解器中，进行辐射发射电路仿真的合规性分析，例如近场，远场辐射分析。

最后，除了EMI问题，在电源设计中，由于在电源转换中能耗问题，热设计是另一个及其重要的考虑因素。西门子EDA可以提供电热协同功能性仿真以及焦耳热仿，通过改进热模型和电路设计，来提高系统的稳定性和散热效果。

复杂PCB的系统热设计

复杂的PCB系统设计一般有着较大的PCB版图面积，远超一般PCB的设计尺寸，甚至可达数十万平方毫米。同时，复杂PCB系统设计还涉及跨越多个物理领域的复杂性。举例来说，某些设计中的电源模块可能并不复杂，但当涉及到高需求领域如电动汽车的开关电源电路时，复杂性便显而易见。

尽管电源模块本身可能只包含少数元件，如IGBT、二极管和电阻，但由于承载的大电流产生的热量，引发了多个物理领域的问题，包括高速开关、电场、热场以及由热量引起的电热应力等。因此，这种设计被归纳为复杂PCB设计。

而在电热系统中，通常会将问题与可靠性设计综合考虑。电热协同仿真在复杂PCB系统设计中发挥着重要作用。通过建模和仿真焦耳热问题，可以提前发现和解决潜在的多物理场问题，确保设计的可靠性。

高可靠性电子产品自动化签审平台

高可靠性产品设计的定义是指具备良好EMI/EMC控制或没有噪声的PCB板。其关键在于控制噪声源、优化传播路径以及设计适当的接收部件。噪声在板级设计中是不可避免的，它由噪声源、传播通道和接收部件这三个基本组成部分构成。因此，为实现安静的PCB设计，需要从这三个方面进行控制和优化，以减少噪声对系统的影响。

在产品设计完成后，通常需要进行相关测试确保产品满足相关标准要求。传统的检查方式需要借助专家和外部评审公司，此类方式通常效率较为地下。西门子EDA Hyperlynx DRC工具，包含105条设计审核规范，覆盖SI、PI、ESD、IC封装等多个方面。用户可以借助Hyperlynx DRC工具建立自动规划的评审平台，仅需建立好相关检查清单，平台即可根据我们预先设定的检查规则，自动检查电路板的设计是否合规。