法动科技EDA软件赋能宽带功率放大器设计，突破直接进行版图级优化的技术难题，全程无需人工干预

时间： 2022-10-20 来源：法动科技公众号

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近日，法动科技联合杭州电子科技大学陈世昌教授科研团队，成功开发出基于人工智能技术的版图级优化设计流程，有效改善高频电路版图设计自动化程度低的现状，提升功率放大器性能和设计效率。

背景

功率放大器（功放）是无线通信和雷达系统的核心部件，其性能直接决定了收发机的线性度、能效水平与可靠性。典型的射频功放设计流程包括拓扑架构确定、晶体管/偏置选择、原理图设计、S参数与谐波平衡仿真、版图设计、电场磁仿真校验、物理验证（LVS&DRC）直至最终签发。当前，能支持上述完整设计流程的EDA工具平台主要有Keysight ADS，Cadence Virtuoso等。

近年来，支持宽频带工作的功放在多功能雷达、电子对抗、微波毫米波通信等领域逐渐普及。宽带功放需要系统考虑输出功率、漏极效率、线性度、带内增益波动等多个技术指标。在设计端，设计师的关注点逐渐从单目标优化向多目标优化方向发展，各类优化算法开始应用到多目标协同的综合性能评价方法中。

与此同时，随着5G、毫米波、太赫兹等应用的普及深化，射频功率放大器工作频率逐渐提升，寄生耦合效应显著，因此，能有效提取电路版图中各种寄生效应的电磁场仿真重要性愈加突出。但是，目前常用的EDA软件只支持原理图层级的优计，算法寻优结束后仍然需要在电磁场仿真器引导下进行费力耗时的版图调试。版图自动化程度的低下，深度制约了整体设计效率的提升。

版图级优化方法

在本设计案例中，通过协同多个EDA工具，成功突破传统设计无法直接进行版图级优化的技术难题。

具体流程总结如下：

整个优化过程如下图一所示，全部算法代码和软件控制通过Matlab®程序自动执行，全程无需人工干预。另外，为有效规避经典优化算法容易遭遇的局部最优陷阱，创新性采用高斯过程回归辅助预测的非支配排序遗传算法，不仅有效减少了运算次数来提高优化速度，同时排除传统算法缺陷，大幅增强了所提优化流程的通用性。

基于上述方案，仿真设计了一款频率范围覆盖2~3GHz的宽带功放。基于经典的Wolfspeed 10W GaN HEMT器件，实现全频段输出功率大于41.5dBm，功率附加效率大于60%。

后续，法动科技将进一步研发设计规则（Design Rule）约束下的版图优化程序，进一步赋能RFIC和MMIC设计。

芯片级电磁仿真设计专家：UltraEM

UltraEM：芯片级的电磁仿真设计专家，采用领先的三维全波电磁仿真技术，用于分析高速和射频/微波集成电路版图的电磁场效应。UltraEM基于多层快速多极子（MLFMM）算法，大大降低计算复杂度。同时，由于计算复杂度近似线性，对内存的需求大大降低，计算容量更大，能够仿真更大规模的集成电路，支持高达百万剖分单元的结构，特别适合于剖分单元众多的复杂电磁结构的仿真设计。

此外，UltraEM与业界领先的模拟芯片设计环境进行无缝整合。UltraEM能够用于创建参数化器件模型，支持芯片-封装‐PCB自适应精度联合仿真，并且可以和第三方工具中的原理图仿真结合，实现电磁场和电路的协同仿真，为广大的设计人员提供高精度电磁分析服务。

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原厂动态发布时间 : 2024-09-11

地芯科技邀您参加IOTE 2024国际物联网展·深圳站，共话物联「芯」未来

地芯科技邀您2024.8.28-30日参加在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办的IOTE 2024国际物联网展·深圳站，共话物联「芯」未来！地芯科技成立于2018年，公司研发方向包括5G无线通信高端芯片、低功耗高性能的物联网芯片、高端工业电子模拟射频芯片以及无线通信模组等产品，横跨信号链、监测链、时钟链等多类型芯片，终端应用场景覆盖无线通信、消费电子、工业控制、医疗器械等多种领域。

原厂动态发布时间 : 2024-08-23

地芯科技完成B+轮融资，开启发展新纪元

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型号- FW2104,FW2106,FW2305,FW2101,FW3112,FW2102,FW3115,FW2103,FW2301,FW3114,FW51系列,FW51,FW2306,FW94,FW11系列,FW11,FW1103,FW2435,FW5105,FW5106,FW5103,FW1102,FW5104,FW21系列,FW81,FW1108,FW1109,FW43,FW45,FW9343,FW4503,FW1115,FW2204,FW4502,FW1116,FW2205,FW1117,FW2206,FW1112,FW2201,FW4501,FW1113,FW2202,FW2409,FW2207,FW2208,FW31,FW2209,FW2407,FW31系列,FW94系列,FW2202E,FW81系列,FW2210,FW4312,FW3101,FW4311,FW3104,FW3103,FW4313,FW4511,FW22系列,FW43系列,FW24系列,FW45系列,FW22,FW21,FW24,FW9443

选型指南 - 通量科技 - 2023/7/5 PDF 中文下载

广芯微（Unicmicro）MCU/无线射频芯片/无线MCU/PD Plus快充控制器/模拟芯片选型指南

描述- 广芯微电子（广州）股份有限公司专注于高性能工业实时微控制器与低功耗物联网芯片研发、设计与销售，为客户提供创新解决方案。专注于新能源、工业控制与物联网等应用领域，提供以高性能低能耗为特色的差异化产品，包括工业实时微控制器芯片、低能耗混合信号微处理器芯片、无线射频芯片、PD快充控制器芯片和模拟专用芯片等。

型号- UM3241F-VCT6,UM5101-BSQF,UM32G130-K6U6,UM2010,UM5001,UM324XF,UM3216F-CCLL,UM16436,UM8004-ACTE,UM32M131-K8U6,UM3241F-CCU6,UM5311-GDQH,UM510X,UM2020-NITD,UM8005-ACTE,UM3211-BCQE,UM3506-BPQF,UM2007L,UM3506-BPQH,UM3216F-CCLH,UM3506-BPQJ,UM3211-BCQF,UM5301-GSQH,UM3240F-VET6,UM2020-NSQD,UM3216F-CCTG,UM3240F-RCT6,UM3215A-BCQH,MCU-800Y,UM3506-BDQF,UM2001,UM2002,UM2004,UM2005,UM5102-BSQF,UM3241F-CCT6,UM2007,UM8004-ACSA,UM3243F-RET6,UM8005-ACSA,UM32G131-E8U6,UM3243F-VGT6,UM3241F-RCA6,UM3215A-BCQJ,UM32M13X,MCU-800X,UM32MP31-C8U6,UM3213F-CCLH,UME3213,UM51XX,UM5100,UM32MP31,UM3242F-CCT6,UM3213A-BCTG,UM32G131-K8T6,UM3213F-CCTG,UM8007-ACTE,UM3213-BCQE,UM3213-BCQF,UM3242F-VGT6,UM3213A-BCLH,UM3242F-CGT6,UM3242F-VCT6,UM32G42X,UM2002-NCQE,UM2001A,UM3241F-REU6,UM2080F32,UM3213F-CCLL,UM8004CE-ACTE,UM5100-NSQD,UM32G130-E6U6,UM3500F-NDQD,UM5102-BDQF,UM32G130-K6T6,UM32G131-K8U6,UM5301-GDQH,UM3242F-RET6,UM3216F-CCQH,UM32A130-K6T6,UM3241F-VET6,UM8005-ACQE,UM3216F-CCQL,UM3216F-CCQJ,UM2052,UM2020-NSTD,UM32X13X,UM324X,UM32M131-K6U6,UM3241F-CEU6,UM32M130-G6P6,UM32G131-F8U6,UM2003A,UM3215A-BCLH,UM32M130-K6T6,UM32A130-E6U6,UM8006-ACQE,UM3240F-VGT6,UM3240F-RET6,UM3213E,UM3213F,UM3500F,UM8007-ACSA,UM3213F-CBQL,UM3213A,UM8004CE,UM2020-NIQD,UM3500F-NSQF,UM3241F-CET6,UM5100-NDQD,UM5305-GDQH,UM5101-BDQF,UM3241F-REA6,UM3243F-RGT6,UM8006-ACTE,UM3212-BCQE,UM8004CE-ACQE,UM3212-BCQF,UM32G130-F6U6,UM2010-NCQE,UM321XF,UM53XX,UM800Y,UM3243F-VET6,UM321XD,UM321XA,UM3506,UM32A130-K6U6,UM3242F-VET6,UM3242F-RCT6,UM530XX,UM3242F-CET6,UM8006-ACSA,UM3241F-RCU6,UM5315-GDQH,UM3243F,UM3213F-CCQJ,UM3213F-CCQL,UM32G130,UM8007,UM2020,UM8006,UM8005,UM8004,UM8004-ACQE,UM8007-ACQE,UM3213A-BCQF,UMB3213,UM2005L,UM3213A-BCQH,UM3213F-CCQE,UM3213F-CCQH,UM321X,UM3242F-RGT6,UM2082F08,UM3213A-BCQJ,UM3213F-CCQG

选型指南 - 广芯微电子 - 2023/3/13 PDF 中文下载

【元件】UMS新品24-30GHz中功率放大器CHA4396-QDG，非常适合各种微波应用和系统

近期，UMS发布了一款中功率放大器，频率为24-30GHz，型号为CHA4396-QDG。CHA4396-QDG是一款三级GaAs中等功率放大器，工作频率为24GHz至30GHz。该放大器可提供22dBm的最大输出功率和17%的功率附加效率，并在1dB增益压缩点提供21dBm的输出功率。该电路具有22dB的典型小信号增益和31dBm的输出三阶截取点。

产品发布时间 : 2024-11-07

地芯科技（GEO-CHIP）射频收发机/射频前端/模拟信号链芯片选型指南

目录- 公司介绍三大产品线概述射频收发机芯片产品线射频前端芯片产品线模拟信号链产品线

型号- GREF0512L,GREF0520L,GC0609,GC0804,GREF0540L,GC0805,GC0802,GC0803,GC0801,GC0643,GREF0530,GC1103,GAD7626,GREF0533,GC1102,GAD2255,GAD7625,GC1101,GAD2254,GAD2170,GAD7980,GAD2175,GAD2174,GREF0525L,GREF0533L,GAD2228,GC0631,GREF0520,GAD2267,GAD2264,GC1131,GREF0525,GAD2268,GAD8323,GAD2263,GREF0530L,GC0802L,GC1117,GREF0518L,GREF0550,GC0802H,GC1125,GC1123,GAD7606,GC0672,GREF0512,GAD7689,GAD7683,GREF0518,GAD7283,GAD7483,GREF10XXL,GC1109,GC1108,GC0658,GC1107,GREF0540,GC1106,GC1105,GAD2245,GAD7616,GAD2249,GAD7699,GAD2248,GRE10XXH,GAD2247,GAD2246,GAD8223,GREF0550L,GAD8423

选型指南 - 地芯科技 - 2023/9/20 PDF 中文下载

亚成微电子（Reactor Microelectronics）LED照明驱动芯片选型指南

描述- 亚成微电子股份有限公司（简称“亚成微”），成立于2006年，是—家专注高速功率集成技术的高端模拟IC设计公司，总部位于西安，在厦门、深圳、宁波、中山等地设有研发中心或客户支持中心。基于“高速率功率集成技术平台”已量产包括射频功率放大器供电管理方案-包络跟踪芯片（ET)、智能功率开关芯片、AC/DC电源管理芯片、线性LED照明驱动芯片以及功率MOSFET在内五大产品线，可被广泛应用于无线通信、工业控制、汽车电子、消费电子以及LED照明等领域。

型号- RM9003X 系列,RM9003XX,RM9001DE,RM9031A,RM9023D,RM9001DB,RM9023F,RM9001DA,RM9023E,RM9003B,RM9023-XX,RM9003A,RM9010GBV,RM9012GB,RM9010GB,RM9023-05,RM9010X,RM9226,RM9006X,RM9001AH,RM9005AC,RM9001AF,RM9001AE,RM9003EE,RM9023-29,RM9033GA,RM06R20X,RM9033GE,RM9033GF,RM9115,RM9006ABS,RM9031X,RM9023X,RM9003X,RM9015X,RM9003BD,RM9003BB,RM9002DE,RM9015CB,RM9002DC,RM9001D,RM9002DB,RM9005G,RM06R20E,RM9023-20,RM06R20D,RM06R20C,RM9005E,RM06R20B,RM9126A,RM06R20A,RM9126B,RM9012X,RM9001AS,RM901CE,RM923X,RM9016X,RM9016BH,RM9006AC,RM9006AB,RM9010E,RM9023-07,RM9030E,RM9001X 系列,RM9003GA,RM9013,RM9016,RM9030CF,RM9015,RM9023-15,RM9103A,RM9023-13,RM9001X

选型指南 - 亚成微电子 - V1.3 - 2022/8/4 PDF 中文下载

地芯科技（GEO-CHIP）是为国家高新技术企业，研发方向包括5G无线通信高端芯片、低功耗高性能的物联网芯片、高端工业电子模拟射频芯片以及无线通信模组等产品，产品横跨信号链、监测链、时钟链等多类型芯片，终端应用场景覆盖无线通信、消费电子、工业控制、医疗器械等多种领域。

射频前端芯片 FEM芯片 PA 射频收发芯片 sub-6G transceiver 模拟信号链芯片 Pipeline ADC SAR ADC 高精度电压基准源芯片 GNSS卫星导航模块射频前端模组

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英彼森半导体（INBISEN SEMICONDUCTOR）模拟混合信号芯片产品选型指南

描述- 英彼森半导体是一家高性能模拟混合信号芯片及系统解决方案供应商，在上海、珠海、深圳等地设有芯片研发、应用及销售中心。英彼森核心团队来自于海内外顶尖半导体公司，在高性能、高可靠性数模混合芯片领域具备业界领先的产品开发纪录和技术创新能力

型号- IBSP3032,IBSP3011,IBSP3030,IBSP3052,IBSP3053,IBSP3031,IBSP305X,IBSD2016,IBS6212,IBSP3012,IBSP3013,IBSP301X,IBST8820,IBSA12X7,IBSP3243S,IBSP3021,IBSP3263,IBSP3242,HIMALAYA700,HIMALAYA300,HIMALAYA800,IBSA1277 系列,VMLD502,IBSD2722-2,IBSP3642,IBSD2723-2,IBSP3243,IBSD2722-4,IBSD2724-2,IBS6222,IBSD2723-4,IBSD2724-4,IBSP303X,IBSA1217-1/2,IBSA1237 系列,IBSA1217 系列,IBSA1217,IBSA1237-1/2,IBSA1237,HIMALAYA700S,IBSA1810,IBST6016,IBSA1277,IBSA1112,IBSA1277-1/2,IBSA1111

选型指南 - 英彼森半导体 - 2023/9/19 PDF 中文下载

RPU射频处理单元：以预失真技术为核心，实现Wi-Fi信号链重构与性能飞跃

功率放大器用于无线通信中增强信号。理想情况下，输出应是输入的线性放大，但实际中非线性系统会产生失真。为减轻影响，通常利用PA的线性区间。峰均比是衡量效率的重要指标。数字预失真技术通过预先设定的表格和反馈机制来线性化PA的响应。RPU射频处理单元采用数字补偿技术，改善Wi-Fi信号链的性能，使消费电子产品的信号传输更高效、稳定。这种技术提升了信号的覆盖范围和质量，降低了设备的功耗。

技术探讨发布时间 : 2024-08-31

昱盛电子（Viva）音频放大器芯片和电源管理芯片选型指南

目录- 公司简介产品概览音频放大器降压转换器升压转换器 LED驱动器 DC/DC控制器 DC/DC控制器/音频放大器新品介绍音频放大器芯片/电源管理芯片参考应用列表

型号- VA2120,VP2141,VP2140,- VA2205,VP3162,VP3481,VP3482,VP3681,VP3682,VP3881,VP3485,VP3882,VP3486,VA2205,VA2207,VA2208,VA2236,VA2110,VP2133,VA9105,VP3371,VP3375,VP3376,VP3379,VA2239,VA2102,VP2128,VP2123,VA2221,VA2101,VP3186,VP3187,VP3385,VP3188,VP3386,VA2228,VA2108,VA2213,VA9208,VA2012,VA2211,VP3471,VP3671,VA2221L,VP3475,VP3476,VP3675,VP3478,VP3676,VA2218,VA2219

选型指南 - 昱盛电子 PDF 中文下载

【选型】ROHM（罗姆）工业设备用产品选型指南（中文）

目录- 工业自动化产品框图能源框图基础设施框图推荐产品 IC产品电源管理传感器/MEMS 无线通信用LSI 存储器放大器/比较器电压检测器(复位IC)数据转换器/显示驱动器微控制器分立式元器件/模块产品功率元器件分立式元器件无源元器件（电阻器） LED/LED显示器无线通信模块型号索引

型号- BD7673AG,SMLEN3BC8T,BA4560RFVM,RBQ20NS65A,RFN20NS6S,BM2LB300FJ-C,BA4560RFVT,RASMID,BD7602GUL,RFUH20NS3S,BD82001FVJ-LB,SMF26V,MD56V72161C-XXTAP,RB058LAM150,SDR,BD50FA1MG-M,BD9109FVM-LB,RB088LAM-60,RB238NS150,SML-D12Y8W,BR25H128,SML-P11DT,VS17VUA1LAM,GMR50/5025,RFUH20NS4S,RGTH40TK65,STM 431J,SCT2280KE,BA82904YFVM-C,CSL1301R2T,ECO 200,BA2902YF-LB,BA4560YFV-M,RB298T100,BD46EXX1G-M,SMF24V,BU7250G,SML-D12U1W,BD71L4LG-1,BR25H160,SFR,BR25A512,RGCL80TK60,RGPR20BM36HR,BD12732FVM,BD12732FVJ,PTM 330,BU7251SG,BA2901YFV-M,BU21181FS,BU7251G,BD87A34FVM,BU7462FVM,BD12732FVT,BD52XXG-2C,LM2903F,RBR30NS30A,BU7291G,MD56V62161M-XXTAL42X,GSSSMR320,LM339F,MD56V72161C-XXTAL42X,BA2901YFV-C,BR93AXX-WM,BA2902SF,SMF22V,SML-D12Y3W,ML610400,BD2066FJ-LB,SCT2160KE,BAXXDD0T,SCM-013RT,LM2904F,BAXXDD0W,BU9829GUL-W,PTM 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选型指南 - ROHM - Ver.2.0 - 2019年03月 PDF 中文下载

【选型】可pin to pin替换Qorvo SBB5089的高增益功率驱动放大器FW2106，助力无线通信基站应用

在小基站、TDD/FDD无线通信系统中，Qorvo的SBB5089存在大量应用，为降低美系器件供货风险和成本，需要国产化替代方案。针对无线通信基站射频放大器的应用，国产通量科技推出了超宽带功率驱动放大器FW2106，在1.9GHz工作频率下，典型增益达到21dB，输出1dB压缩点达到20dBm，SOT-89封装，可以pin to pin替代SBB5089，成本更低。

器件选型发布时间 : 2020-02-25