通过提供罗姆半导体参考设计的 “数字孪生原型”探索未知设计空间

是德科技公司近日与领先的半导体制造商 罗姆半导体公司（ROHM Semiconductor） 近日联合宣布推出一个兼容  PathWave 先进设计系统（ADS） 的新工作区。通过该工作区，设计人员可以对现有开关电源（SMPS）设计的虚拟原型进行修改以快速完成设计目的并开展预兼容测试，从而及早发现设计错误，避免造成重大问题，最终节省宝贵的设计时间和成本。是德科技是一家领先的技术公司，致力于帮助企业、服务提供商和政府客户加速创新，创造一个安全互联的世界。

更高效率、更高功率密度和更低成本是客户始终追求的目标，为此他们对开关电源有着非常迫切的需求。由碳化硅（SiC）和相关材料制成的快速、低损耗开关兼具高性能和高效率的优势，可以满足未来的各种应用需求。然而，高速开关会带来电压尖峰（“振铃”）等不利效应。此外，开关电源的工作速度越来越快，想要符合传导和辐射电磁干扰（EMI）规范变得越来越困难。对“虚拟原型”或“数字孪生原型”进行预兼容分析可以圆满解决这一问题，但以往需要设计人员具备专业技术来获得和使用必要的设计信息，也就是“工作区”。

为了克服这一难题，是德科技与罗姆公司联手打造了 ROHM 参考设计 （ P01SCT2080KE-EVK-001 型号 ） 的“数字孪生原型”，并通过是德科技网站提供给双方的共同客户。

虚拟原型可以与物理原型形成互补。物理原型是评测一致性和被测特性的黄金标准，但它存在几个短板： 设计、制造和测量成本非常高昂，且相当耗时；容易发生灾难性故障（众所周知的“烟雾测试”会产生实际烟雾）；很难对内部节点进行测量。

相比之下，对虚拟原型做出修改要容易得多。在仿真过程中它们确实会在器件超出极限条件时发出警告，但不会有真正的物理损失。用户可以记录 3D 网格中每个空间点以及仿真中每次时间步进的电压、电流和电场值，并绘制成参数图。甚至对于在现实情况下无法接触（如半导体封装内）的点，也能执行此类操作。

罗姆公司部门负责人 Ippei Yasutake 表示：“我们的许多客户都在为版图效应问题而头疼，如果开关环路中的电流转换速率超过 1A/ns，即使非常小的寄生电感也会引起振铃。另外，抑制 EMI 也是一大挑战。数字孪生原型能让客户洞察设计缺陷，从而尽早修改设计，将问题消灭在萌芽状态。”

Picotest 公司总监 Steve Sandler 表示：“对于想要充分利用宽禁带半导体功率器件设计的客户，这一功能可以为他们节省大量时间。版图可能很难管理，EM 提取是关键。这个工作区和 PEPro 等专用工具能够让工作变得更轻松。”

是德科技 PathWave 软件事业部新兴业务总监 邹杨表示：“我经常听开关电源设计工程师提起，在高 di/dt的情况下，设计是一项非常耗费精力的工作。我们的‘虚拟原型’预兼容测试功能推出后，受到了工程师们的一致认可。”