?微波單片集成電路(MMIC)在民用商業(yè)的移動電話、無線通信、個人衛(wèi)星通信網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)、直播衛(wèi)星接收和毫米波自動防撞系統(tǒng)等方面已形成正在飛速發(fā)展的巨大市場；它同時也是當(dāng)前各種高科技武器的重要支柱，廣泛用于各種先進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、電子戰(zhàn)、通信系統(tǒng)、各種先進(jìn)的相控陣?yán)走_(dá)。MMIC的發(fā)展前景十分廣闊。

但是，其電路設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的、能夠在制版后進(jìn)行電路的調(diào)試工作的微波電路設(shè)計(jì)。MMIC一旦流片后便無法對電路進(jìn)行任何改動，故必須在仿真階段進(jìn)行嚴(yán)格把控。

設(shè)計(jì)流程

1、在MMIC設(shè)計(jì)之前要先針對電路設(shè)計(jì)目標(biāo)選擇將要投片的工藝線，并獲得工藝線的模型庫。
2、根據(jù)特定工藝線的模型庫，在仿真軟件中進(jìn)行MMIC原理圖設(shè)計(jì)、高良率優(yōu)化等前端設(shè)計(jì)(對于大功率器件，還需要進(jìn)行細(xì)致的熱設(shè)計(jì))，以及布版、電磁場分析、LVS/DRC、掩膜板制作等后端設(shè)計(jì)。
3、將掩膜板文件交給工藝線加工流片，這個過程就是常說的Tape out。
4、在芯片設(shè)計(jì)完成后，還需要對電路進(jìn)行模型提取，以供系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門提前對芯片性能進(jìn)行評估。

電路設(shè)計(jì)和仿真

作為業(yè)界使用量最廣泛的射頻微波EDA工具，ADS得到世界上所有MMIC晶圓廠的模型庫支持。同時，由晶圓廠負(fù)責(zé)模型庫的維護(hù)工作，保證用戶能夠用到最新的工藝以及獲得最高的精度保證。結(jié)合ADS的頻域仿真工具，用戶可以在電路設(shè)計(jì)化境中方便快捷的設(shè)計(jì)和仿真MMIC原理圖。使用功能強(qiáng)大的調(diào)諧、優(yōu)化工具，可以幫助工程師快速獲得高性能電路。

高良率優(yōu)化

一個成功的MMIC設(shè)計(jì)不僅僅是測試后能夠達(dá)標(biāo)，還需要MMIC量產(chǎn)后能實(shí)現(xiàn)高良率，降低成本以實(shí)現(xiàn)更大的利潤。由于每次投片都意味著大量的時間和金錢的消耗，當(dāng)今先進(jìn)的MMIC設(shè)計(jì)流程都需要在設(shè)計(jì)階段引入DFM(面向生產(chǎn)的設(shè)計(jì))的設(shè)計(jì)手段。通過DFM，降低MMIC對工藝引入偏差的敏感程度，從而實(shí)現(xiàn)“一次成功及高良率”的目標(biāo)。
是德科技ADS軟件加入了DFM的設(shè)計(jì)工具：DOE(Design of Experiment)和YSH(Yield SensitivityHistograms)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)良率優(yōu)化。

使用基于DFM的設(shè)計(jì)手段，可以讓器件指標(biāo)對工藝參數(shù)的抖動表現(xiàn)不敏感，其良率大大優(yōu)于基于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法得到的電路。下圖為在同一晶圓上，使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法及使用DFM方法進(jìn)行下變頻器電路設(shè)計(jì)，測試結(jié)果的對比。

熱仿真

ADS熱分析能夠提供高精度仿真結(jié)果。通過將器件溫度、熱耦合、封裝熱特性、版圖布局等加以考慮后，ADS能夠提供“溫度報(bào)警”IC仿真結(jié)果。是德科技將Gradient的熱仿真器集成到ADS平臺上，能夠支持ADS的所有電路仿真器——包括諧波平衡仿真器、瞬態(tài)仿真器及包絡(luò)仿真器等。

快速版圖設(shè)計(jì)

還在為版圖設(shè)計(jì)耗時耗力抓耳撓腮嗎？是德科技為您提供快速高效的版圖設(shè)計(jì)解決方案。當(dāng)用戶完成了電路設(shè)計(jì)階段，即可使用Foundry提供的帶版圖的模型庫，可在ADS電路設(shè)計(jì)環(huán)境和版圖設(shè)計(jì)環(huán)境之間進(jìn)行快速同步，實(shí)現(xiàn)自動版圖生成和自動電路圖修改。ADS還提供更多的同步方案，用戶可以選擇完全同步、半同步和不同步，以防止不需要的版圖修改。

精確的電磁場分析

在MMIC設(shè)計(jì)中，精確地對無源互聯(lián)進(jìn)行分析是提高M(jìn)MIC設(shè)計(jì)精度的關(guān)鍵因素。在MMIC中，有多種無源互聯(lián)結(jié)構(gòu)，例如微帶線、高速接頭、鍵合線、介質(zhì)橋等。針對這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，是德科技ADS提供兩種三維電磁場仿真器進(jìn)行分析：對疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速電磁場求解，可用基于矩量法的Momentum平面三維電磁場仿真器；對任意三維結(jié)構(gòu)的物體進(jìn)行電磁場的求解，可用基于有限元法的FEM三維電磁場仿真器。

獲得精確仿真結(jié)果的前提是對無源結(jié)構(gòu)及有源器件進(jìn)行共仿真。傳統(tǒng)流程需要人工將管芯等有源器件移除，再加入端口，對無源部分進(jìn)行電磁場仿真后在原理圖中集成管芯及無源部分進(jìn)行共仿真。在新版ADS中，系統(tǒng)能夠自動進(jìn)行上述過程，減少工程師進(jìn)行仿真設(shè)置的時間，提高設(shè)計(jì)效率。

高效的檢測工具

擔(dān)心版圖設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題怎么辦？是德科技ADS提供完整的LVS和DRC檢測工具，幫您做double-check，為您助力以準(zhǔn)確無誤地實(shí)現(xiàn)MMIC 版圖。

多工藝技術(shù)

在MMIC設(shè)計(jì)完成后還能夠在ADS環(huán)境下對封裝、鍵合線、PCB、接頭等進(jìn)行分析。通過選擇適當(dāng)?shù)碾姶艌龇抡婀ぞ撸軌蚩焖佟?zhǔn)確的對不同層次的電路進(jìn)行電磁場仿真。

芯片參數(shù)提取

在MMIC設(shè)計(jì)完成后，能夠使用X參數(shù)提取器對芯片的直流特性、線性、非線性指標(biāo)等進(jìn)行測試，獲得X參數(shù)模型。模型能夠完全表征芯片特性，能夠在保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的前提下提供芯片完整射頻特性。

引入無線通訊信號進(jìn)行系統(tǒng)指標(biāo)驗(yàn)證

在芯片研制完成之后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要檢測其性能。通過ADS中的驗(yàn)證測試平臺(VTB)，系統(tǒng)工程師能夠使用SystemVue生成包含測試信號及接收機(jī)的測試模塊對設(shè)計(jì)的MMIC進(jìn)行性能驗(yàn)證，獲得系統(tǒng)的星座圖、頻譜圖以及EVM、誤碼率等系統(tǒng)指標(biāo)，這能夠大大縮短系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時間。

看到擁有這么多“高大上”功能的是德科技MMIC設(shè)計(jì)解決方案，都按捺不住啦，諸位還不快快把它們收入囊中!

是德科技EEsof軟件微波單片IC設(shè)計(jì)平臺產(chǎn)品信息
W2201 ADS 核心模塊/ 版圖設(shè)計(jì)軟件包
W2300 非線性諧波平衡仿真器模塊
W2341 Momentum G2 電路板電磁場分析及高級建模器軟件模塊
W2342 FEM 頻域有限元電磁場仿真軟件模塊
W2349 電熱仿真器
W2305 X 參數(shù)生成器
W2361 Ptolemy 數(shù)據(jù)流仿真器
W2301 電路包絡(luò)仿真器