為改進(jìn)仿真的精確度，可對(duì)芯片上被動(dòng)組件，如螺旋電感和金屬-氧化物-金屬(MoM)電容進(jìn)行綜合、參數(shù)萃取并加入電路仿真中。聯(lián)電和Ansoft已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一種電磁設(shè)計(jì)方法(EMDM)，這種方法采用全波三維仿真工具來(lái)建立芯片上被動(dòng)組件的模型，其精度可以追溯到晶圓制造制程。而螺旋電感，電感值和質(zhì)量因素(Q)則可利用先進(jìn)的全波有限元模擬，并透過(guò)Ansoft的HFSS來(lái)計(jì)算。

　

為方便電路設(shè)計(jì)工程師們使用全三維電磁場(chǎng)工具，Ansoft建構(gòu)了一種針對(duì)聯(lián)電的組件精靈(Component Wizard)，用于建立與其代工設(shè)計(jì)制程相匹配的參數(shù)化模型。圖8描述了Component Wizard以及聯(lián)電使用的制程，可建構(gòu)易于解決的參數(shù)化HFSS計(jì)劃。組件精靈使用Cadence布局P-cell與層堆棧技術(shù)文件，來(lái)在HFSS中建構(gòu)完全參數(shù)化的螺旋電感參數(shù)庫(kù)。這個(gè)庫(kù)可以作為經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的EMDM設(shè)計(jì)工具套件提供給聯(lián)電客戶。還提供了一種將優(yōu)化設(shè)計(jì)反向標(biāo)注回通用的布局工具的方法。

圖9a和圖9b比較了HFSS模擬結(jié)果與兩個(gè)環(huán)形螺旋電感的測(cè)量結(jié)果，顯示了電感量和質(zhì)量因素優(yōu)秀的一致性。

　

　

實(shí)體電路布局設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過(guò)程的下一步是實(shí)體電路布局。對(duì)關(guān)鍵的模擬模塊需要特別加以注意，這些模擬電路模塊通常是透過(guò)手動(dòng)布線來(lái)確保高度敏感的模擬電路以滿足技術(shù)指針要求。在布局設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)該利用電磁仿真來(lái)得到被動(dòng)組件模型和互連之間的相互影響。

由于像HFSS這樣的模擬工具和運(yùn)算平臺(tái)的性能不斷提高，因此現(xiàn)在可以在關(guān)鍵的無(wú)線電模塊整個(gè)布局上使用三維模擬。其優(yōu)勢(shì)是這種精確的方法能夠模擬所有的高頻布局設(shè)計(jì)效應(yīng)，包括芯片上電感、互連、芯片上被動(dòng)組件以及到其它互連結(jié)構(gòu)的耦合和介質(zhì)耦合。并且對(duì)寄生現(xiàn)象和耦合效應(yīng)不做任何假設(shè)。對(duì)于整個(gè)模塊嚴(yán)格的電磁參數(shù)萃取能夠消除關(guān)于該包含哪個(gè)寄生效應(yīng)的所有不確定因素。

圖10描述了整個(gè)壓控振蕩器(VCO)模塊布局的HFSS仿真計(jì)劃，不包括所有的主動(dòng)組件和MoM電容。在雙處理器PC上僅僅用9個(gè)多小時(shí)的時(shí)間就解決了這個(gè)142埠HFSS計(jì)劃，所需內(nèi)存為2.15GB。

　

圖11顯示了VCO負(fù)阻振蕩器S11幅度(藍(lán)色)和相位(紅色)，圖中顯示當(dāng)擷取了整個(gè)模塊的寄生效應(yīng)，并將其加入到電路仿真中以后，組件無(wú)法起振。如果不進(jìn)行電磁場(chǎng)模擬，這樣的問(wèn)題只有在設(shè)計(jì)輸出、制造和測(cè)試之后才能發(fā)現(xiàn)。這一級(jí)別的布局?jǐn)X取和驗(yàn)證對(duì)于確保一次性投片成功來(lái)說(shuō)非常重要。

　

　

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