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半导体

华大九天董事长刘伟平:化合物半导体EDA解决方案满足电路设计多样化需求

“与化合物半导体相关的电路应用主要集中在三大领域。第一个是光电领域,第二个是微波射频领域,第三个应用领域是电力电子。”在临港集团主办、ASPENCORE承办的第二届中国(上海)自贸区临港新片区半导体产业发展高峰论坛上,北京华大九天科技股份有限公司董事长刘伟平向与会者分享了与化合物半导体相关的应用场景,以及华大九天自主化合物半导体EDA解决方案。

刘伟平.jpeg

电路设计有三大基本需求

与化合物半导体相关的一些电路应用主要集中在三大领域。刘伟平在演讲中表示,第一个应用领域是光电领域,比如半导体显示照明光通信;第二个应用领域是微波射频,比如导航雷达等;第三个应用领域是电力电子,包括新能源汽车、智能电网、风力发电和光伏发电等。

化合物半导体相关电路的市场应用前景十分广阔。刘伟平在演讲中表示,从2020年以前的市场需求趋势来看,与化合物半导体相关的电路应用规模增长迅速,目前正在进一步加速发展。另外,在新型显示、平板显示和照明等领域,与化合物半导体相关的电路应用也在市场上受到了资本的热捧。

刘伟平在演讲中谈道,化合物半导体电路设计的基本需求主要有三个方向。第一个方向是大功率芯片设计方向,即模拟电路设计的基本需求。“它和通常所看到的硅基导电路设计相比,最大的区别主要有两个方面。”刘伟平表示,在器件模型方面,化合物半导体有更加复杂,或者说是更加丰富的器件类型和器件参数。在可靠性方面,化合物半导体有一些特殊需求。对于大电流、高电压的大功率器件而言,它的可靠性与普通芯片和普通器件不一样,所以需要在可靠性方面采取一些特殊的分析手段。

第二个方向是射频、微波芯片设计和电路设计的整个设计流程情况。这基本与模拟电路的设计流程相似,在器件模型上有一些特殊需求。但与此同时,刘伟平指出,射频、微波芯片设计和电路设计需要对一些射频信号进行仿真,在一些电路的生成、电路参数方面也需要自动优化,因此与模拟电路有一定差异。

第三个是光电显示方向。平板显示在电路设计方面的需求是什么?刘伟平指出,在器件建模方面,平板显示与一些传统的液晶显示不一样,所以在建模方面,一些光电器件会有一些特殊需求。

独特仿真技术攻克器件复杂性难题

化合物半导体在电路设计方面尚存在几大难题。刘伟平具体讲道,化合物半导体的电路设计正面临着五个新挑战。

第一个挑战来自于器件模型的多样化。刘伟平表示,这种多样化是指器件有多种模型类型,也指单个模型中可能有更复杂的参数需要。

第二个挑战源自器件模型的不连续问题。刘伟平解释道,因为器件更为复杂,所以当人们在给器件建模时常会发现,器件里的一些参数会出现不连续的问题,这给电路仿真方面带来很大挑战。

刘伟平接着说,第三个是复杂几何形状给版图设计带来的挑战;第四个挑战来自于对可靠性和风险的更高要求;第五个挑战主要指个性化对工具的高要求。“化合物半导体有很多个性化的设计需求,需要一些个性化支持。”刘伟平说道。

针对化合物半导体的自身需求和特殊特点,面向化合物半导体的三个应用领域,华大九天提供了相应领域电路的解决方案。刘伟平表示,针对器件复杂性,或者说是器件的丰富性,华大九天目前可以提供一套比较完善且全面的器件模型和参数提取建模工具,涵盖电力电子、微波射频和新型光电显示等领域。

由于器件的复杂性和器件的不连续问题会对电路仿真造成影响,华大九天特别开发了独特的电路仿真和光学仿真技术,以支持复杂模型和模型里面复杂的参数。

刘伟平表示,还有一些技术能够解决更复杂模型结构和模型参数存在的问题,这样能保证电路仿真的高效性和有效性。“化合物半导体的个性化需求比较高,所以需要一些个性化的功能来支持它。”刘伟平在演讲中表示,针对目前服务的客户,华大九天已经开发出了很多个性化、定制化功能,以此满足客户的多样化需求。在未来,公司将根据用户更多个性化需求,进行更多个性化定制功能的开发。

针对化合物半导体的电路设计,华大九天开发了一些专门的技术和工具。“基于这样的开发技术和工具,我们就形成了现在能让客户使用的、面向化合物半导体电路设计的EDA显示方案。”刘伟平说道。

责任编辑:张依依


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