02. 什么是功放基板设计
03. 5G基板设计办法与寻衅
04. 在ADS上轻松的画你的基板
05. 是德科技专家供应的定制化基板设计套件等干系做事
5G正在发生随着科技的进步，物联网生活模式的兴起，资料传输速率需求的增加，促进了通讯规格的演进。从2G的通话﹑3G的网页浏览﹑4G的影音到如今的5G互联网，各代的射频芯片制作也有所不同，引起智好手机耗电量也大幅度增加。
引用网络公开材料，文中其他的图标和数据都是引用网络公开材料或者Keysight内部调研材料，不再赘述。
在科技进步过程中，各代射频芯片其紧张的做事功能如下表所示 :
目前，我们已经进入了5G时期，5G手机下载1G高清电影只须要3秒 - 5G芯片支持5G通信频段，包括低频、毫米波、高频；支持5G通信标准等，可以让手机实现最高10Gbps的理论数据下载速率，而这个速率远远超过4G，达到前所未有的新高度，让更多运用有了实现的可能，同时也增加了手机的耗电量。
智好手机的电池续航能力成为制约智好手机发展的一个主要阻碍，而除了显示屏外，手机中最大的耗电大户便是射频功放了。特殊是随着手机向5G演进，手机中的RF前端将会非常繁芜，一个手机将须要多颗不同频段、不同制式的功放(PA)、滤波器与双工器等。
值得一提的是，手机灵魂部件功率放大器(PA Module)在RF模块中是功率花费最大且性能哀求严苛的组件，在整体RF模块中是花费韶光最多难度最大的组件之一。如果可以大幅度降落手机PA的耗电量，就可以大幅度提高智好手机的续航能力。
本文内容着重描述如何利用是德科技的软件 - ADS，结合基板设计套件(Laminate PDK)，让PA模块设计工程师简化设计流程，提高设计效率与设计品 。
什么是功放基板设计？
在手机无线收发的部件中，PA模块(PA Module)是功率花费最大的部件，其性能每每直接决定了手机的电池利用韶光。为了理解功放基板设计的观点，首先，我们从功放开始谈起，功率放大器模块由这些部件组成 :
功率放大器芯片(PA)切换开关(Switch)掌握芯片(Control)整合模块基板(Laminate)表面贴附被动组件(SMD)表面声波滤波器(SAW Filter)双工器(Duplexer)让我们通过下图一窥功率放大器模块内部的组成(下图即为进阶的muRata PAMid 功率放大器模块) :
上图的PA，由于进阶的LTE与5G(sub-6G)运用加入CA(载波聚合，Carrier Aggregation)，利用多频段同时传输提升传输速率。在组件上多了多任务器(Duplexer)与表面声波滤波器(SAW Filter)，但不变的，依然利用基板(Laminate)进行全体功率放大器模块的整合，所设计的基板直接影响到功率放大器模块的性能与效率。
接下来我们来理解基板的观点，基板是类似PCB但更为风雅的工艺，常日基板金属为铜且最小宽度可达到40微米，金属线间距可达到50微米。基板的功能，紧张是乘载各组件使功率放大器模块化，同时还可以担当功率放大器的输入匹配与输出匹配电路。
因此好的功放基板设计是可以大幅度提高功率放大器匹配调度的灵巧性。基板的另一个优点是其非常适宜设计低损耗高性能的匹配电感。这个优点可以从下表不同工艺下电感一样平常可达到的品质参数的比较中看出 :
关键匹配电感利用基板一方面虽然可达到非常优胜的性能以及大幅提高功率放大器功率与效率，但另一方面也会霸占大量的空间。因此基板的设计，每每非常繁琐，且须要利用大量的电磁场仿真进走运算，而这个既是寻衅也是机遇，Keysight ADS干系工具可以很好的完成这个任务。
在接下来的内容，我们将比拟传统基板设计流程与在ADS平台上多任务艺联合电磁场仿真流程的差异，从而先容ADS平台上对付基板设计所供应的各式功能。
5G基板设计办法与寻衅在基板(Laminate)的设计过程中，版图设计常日在ADS的Layout环境进行，基板的效应则须要用电磁场仿真工具(EM Simulation) 进行评估。当然，由于ADS平台上所供应的精确且利用便利的设计环境，末了的整体仿真性能评估，都会是在ADS上进行。
下面列举几个5G基板设计办法 (版图设计是在ADS的Layout环境实现的) :
下列参考上述资料，利用者可能用不同EM工具进行仿真的设计流程比拟 :
办法1
ADS平台年夜将FEM或Momentum结果手动代入Schematic仿真
此办法如下图所示，可利用layout look-alike symbol，让组件的连接更直觉，但是还须要将EM的结果手动带入电路进行仿真。
办法2
手动将第三方EM仿真代入Schematic中进行仿真
部分利用者有其喜好利用的EM工具，但代入ADS的工法上较为麻烦，可能是个耗时费工又易出错的手动步骤。以下图示为第三方EM工具藉由SnP file，将EM效应带入ADS中进行仿真 :
实际上，办法1和办法2都暴露出一些缺陷，很难应对5G期间PA基板设计的各种寻衅。一方面，二者皆须要不少手动流程，增加了涌现缺点的几率以及大大降落了基板设计的效率，无法应对5G期间的相应的事情。另一方面，后者引入了第三方的工具，也会带来数据兼容性以及后期仿真的debug不同工具之间相互推诿的问题。
所幸，ADS已经成功地开拓了新式的设计流程，进一步大幅简化手动的步骤 ，从而可以从容地应对5G期间的基板设计事情，详情请见办法3。
办法3
多任务艺联合电磁场仿真 (最佳方法 \^0^/ )
在基板上的EM仿真，由于工艺截然不同，常日分别设计基板与PA芯片，并且手动进行两部分仿真的连线，再进行联合仿真。
在ADS平台供应Multi-Technology联合EM仿真设定中，可将全体PA模块(基板与PA芯片)，直接进行联合EM仿真，如此不须要芯片与模块间的手动连接步骤，大幅简化步骤提高效率。一样平常而言，传统仿真的作业流程，一个设置周期可能就在两个小时以上。
下面两张图分别给出传统仿真和联合仿真两种事情模式的流程以及大概韶光评估。从而可以看出，在联合仿真的流程上，设计者可以专注在设计的部分，简化了繁琐的设置和连接流程，大大提高了事情效率。
传统仿真事情模式的流程和部分韶光评估
联合仿真事情模式的流程和部分韶光评估
在ADS上轻松画你的基板想要轻松地进行PA的基板设计，以下两个方面的成分缺一不可，一方面要有强大的软件工具支持，另一方面还要有与之匹配的基板工艺的设计套件(Laminate PDK)
本章先从软件工具谈起，ADS是非常优质的软件工具平台，ADS研发团队内部有许多PA模块设计资深履历的专家，拥有多年的RF设计履历，可以设计出最符合业界需求的功能模块，供应工具利用支持反馈，持续优化设计环境，给予利用者优质的利用体验。在这章节，将会大略描述几个可以让客户轻松设计基板版图的干系功能。
下图为范例中利用的Schematic :
功能1
Layout与Schematic差异比拟
此功能类似LVS，可比拟Layout与Schematic间的差异，例子中短缺的SMD组件，可直接从比拟结果中拉出放置到Layout位置上。
功能2
在同金属层上绘制地平面
在Insert -> Plane 的功能中，可在现有Layout的根本上，插入Ground Plane。这Ground Plane会自动避开线有的设计，以包覆的办法进行地平面设计的实现。
功能3
画连接线自动插入过孔
在Incomplete Net Connections 可找到未完成的连线，在此之上画上Trace，在走线过程可透过Hot Key (“<”& “>”)进行即时的换层，并且同时自动插入过孔(VIA)进行连接。
功能4
紧密绕线功能
设计师需在有限的空间内完成所须要的设计，因此有时必须依循Design Rule达到紧密的绕线。如下图，当绕线靠近相邻线段且违反规则时(#1)，相邻线段会有相应的即时提醒机制 (Highlight) 提醒利用者。在#2碰着SMD PAD的阻碍，利用者可直接超过SMD，工具会自动改动并将其沿SMD进行绕线。
功能5
检测重迭连接
不才图#1位置，若有条线造成缺点的连接关系，Layout会自动亮起提醒用户可能有问题，且在Overlapping Nets上也可以不雅观察出非常。
是德科技专家供应的定制化干系做事
实际上，04部分已经提到过，精良的PA芯片以及基板设计一方面少不了强大的软件工具ADS平台，另一方面也离不开相应的工艺设计套件(PDK)以及基板设计套件(Laminate PDK) 。制作精良的PDK可以大幅减轻干系设计事情。在芯片设计的领域，PDK是芯片厂供应给IC设计师的设计套件，设计工程师依据PDK进行电路设计与干系仿真，在芯片仿真性能达到设计哀求时，则产出版图并交付芯片厂进行芯片制造。
是德科技的PDK研发团队 - 是德科技除了美国、中国与日本研发中央外，更设立印度研发中央，卖力PDK干系研发任务。是德印度在PDK制作上，供应技能做事与功能研发，与各大国际有名芯片厂与芯片制造商密切互助，拥有丰富的家当履历。
芯片设计的PDK常见于各半导体芯片厂，但目前基板厂常日只专注于制成工艺，缺少仿真思维与履历，更无干系PDK的供应。于是设计工程师每每在阅读板厂的设计准则与规范后，进行肉眼与手动的确认，繁琐且易出错。部分PA设计公司只能自行研发大略单纯的PDK，进行设计上的简化，然而大略单纯的PDK可能难以知足PA模块设计所需的各项功能。
是德PDK团队供应定制化基板PDK开拓做事 - 在基板设计的领域，是德科技的技能团队供应定制化的基板PDK开拓以及相应的技能培训做事，可以大幅提高设计者的设计效率与质量。是德所供应的PDK，可依据客户所利用的板厂与对应的工艺进行定制化开拓，还可以交付包含技能培训与源文件在内的附加做事，便于利用者自行修正与建立干系衍生的基板工艺，提高掩护效率与建构成本。
一样平常而言，是德团队供应的Laminate PDK开拓做事紧张包括以下功能开拓：
一样平常基板上的器件，常日如下图所示 :
当然，基板PDK功能以及基板上的器件不仅限于上述的内容，但由于篇幅关系，更多细节内容，欢迎您随时联系是德技能团队，或通过官网提交需求。
关于是德科技
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