Virtuoso Meets Maxwell: Virtuoso RF ソリューション — フローの革命が次のレベルへ突入

'Virtuoso Meets Maxwell' はVirtuoso RFソリューションとVirtuoso MultiTechの機能及びその潜在能力の紹介を目的としたブログの連載です。ではどのようにVirtuosoがMaxwellと出会うのでしょうか。現在、VirtuosoプラットフォームはRF設計をサポートしており、RF設計者は物理的な放射の影響をマクスウェルの方程式で測ります。この連載では、有益なソフトウェアの改善点にスポットを当てて解説するだけでなく、VirtuosoのIC-パッケージ設計環境内の様々なツールの知識や経験についてRF、マイクロ波、及び高周波設計の視点から様々なブロガーや専門家の声をお届けします。月曜日に投稿されますのでチェックしてみてください。

色々な面において2020年は我々全てが特別な挑戦を要する例外的な年でした。しかしながら、世界的なパンデミックで異常な状況であるにも関わらず、その裏では数多くの製品イノベーションが起きたエキサイティングな年でもありました。2021年のVirtuoso Meets Maxwellの連載を開始するにあたり、Virtuoso RFソリューションの誕生以来我々が達成してきたことを振り返ってみたいと思います。

Cadenceが先端IC設計向けの新しいVirtuosoプラットフォームをリリースしVirtuoso RFソリューション – 単一環境内でIC-パッケージ協調設計・協調検証を可能にする設計環境 – を導入したのは2018年の10月のことでした。Virtuoso RFソリューションは、分断された設計ツール群によるミスを起こしやすい設計フローを一つの統合環境に置き換えるという長年渇望されてきた要求に取り組みました。

DeeptiのブログVirtuoso: The Next Overture - Virtuoso RF Solution for High Frequency Product DesignsはIC/モジュール/パッケージ/ボード設計の課題について素晴らしい洞察を行い、これらの課題を克服するVirtuoso RFソリューションの展望を示してくれました。事実、これらの課題は特に新しいものではなく、肥大化するRF市場がその「大きな理想」に対する要求を顕在化させ、これら既存の制限を克服する革新的な技術の開発を加速したのです。

最初のVirtuoso Meets MaxwellのブログであるVirtuoso RF Solution - Revolution Begins with a Common Goal for One Flowでは、Virtuoso RF SolutionのアーキテクトであるMichael Thompsonがボストンで開催されたIMS 2019でのインプレッションを語りました。IMSはRF分野での革新の息吹を感じさせる場所であり、現代マイクロ波理論誕生の場として認知されています。

1940年代初頭MIT放射線研究所に勤務していたマイクロ波技術者達が5Gや車載レーダーシステム等、現代のRF技術に通ずる高周波を基軸とする技術の礎を築きました。

設計の複雑度が劇的に増大したこの10年から20年の間にRF市場は指数関数的な成長を遂げていますが、その間設計フロー自体はさほど変化していません。RF設計者はいまだに、その連係動作に多大な人手を要するような分断された設計・解析ツール群を使用しています。今日でさえ、RF設計者はその真価が最も問われる次世代RF製品の設計に、ではなく、データ管理や結果の集計作業等にその貴重な時間を割かなければならないという状況にあるのです。これは単に時間や技術的な才能の浪費であるだけでなく、不必要で費用もかさむような設計のやり直しの原因ともなります。Cadenceが包括的なRFとSiP設計ソリューションを披露して非常な興奮と感心を集めたのがここボストンであったことも驚きではありません。

さてVirtuoso RFソリューションの黎明期以来何が起こったのでしょう。Cadenceは、RF設計者に面倒なECOやデータ管理作業ではなく設計の革新に集中してもらうことができるような画期的なRF設計フローを構築するという壮大なビジョンをどのようにして追求したのでしょう。

ボストンでのIMS会議から21ヶ月が経過した間、Cadenceは5G RF通信領域への拡張を続け、そのRFとミリ波用途のためのIntelligent System Design戦略をさらに拡大しました。2019年12月のAWR Corporationの買収と2020年2月のIntegrand Software, Inc.の買収によりCadenceはさらに広範なRF技術やRFデバイスを取り扱うための包括的なRFソリューションに向けてその製品ラインナップを拡大しました。

当然ですが、一つの技術で全ての問題を解決するアプローチなどありません。代わりに、設計者はその用途に最も適したツールや手法を手軽に選択できる術を必要としています。従来からの社内開発に加えて最近の買収により、Virtuoso RFソリューションでは現在、Quantus抽出ソリューション、シリコンプロセスの受動設計・解析向けEMXプレーナー3Dソルバー、III-V族プロセス/パッケージ/プレーナーアンテナ解析向けAXIEMプレーナー3Dソルバー、およびClarity 3DソルバーをそれぞれRFICやクロス・ファブリック電磁界解析において最も適した形で選択できるよう提供しています。Integrand社のEMX技術の導入によりRF設計者はQuantus抽出ソリューションの結果と好みの電磁界抽出ツールの結果を組み合わせて積層的な抽出を行うことが出来るようになりました。

そして我々のお客様は、Virtuoso RF設計プラットフォームが電磁界シミュレーション、Quantus抽出ソリューション、およびSpectre RF回路シミュレーションと密接に統合されることによってCadenceがもたらす価値を確認し感謝しています。最近のDeepChipの記事ではRF設計者が、Virtuoso RFソリューション、EMXプレーナー3Dソルバー、およびSepctre RFオプションの統合がいかに彼らの技術チームに対して高効率とストレスの軽減をもたらしたかについて生々しく語っています。これはVirtuoso RFソリューションの当初のビジョンであるRF設計者をデータ管理作業から解放し真のイノベーションを可能にするという姿にまさにマッチしていると思いませんか？

加えて、このソリューションはフォトニクスの分野にまで入ろうとしています。EE Journalの記事にあるようにRockley Photonicsはデータセンター用の複雑なSystem-in-Packageソリューションを開発するため従来の設計フローをはるかに凌駕する効率で初回成功を達成できるようCadenceと協業しました。

Virtuoso RFソリューション内からClarity 3Dソルバーを用いてRockleyの技術者達はチップレット、ボード、そしてフォトニクスチップレットに至る高速伝送線路のそれぞれの間のカプリングをモデリングしました。先進的なIC＋パッケージの実装と電磁界ソルバーの統合がフォトニクスICに必要なシミュレーション機能をVirtuoso環境に取り込みフローを洗練することに貢献しました。

では、次に来るものは何でしょう？

既存のCadenceのRF技術はシリコンプロセスに非常に重きを置いていますが、AWRチームはGaAsやGaNのようなIII-V族半導体に特化した解析やデバイスモデルに関する知見を多く所有しています。AXIEMプレーナー3Dソルバーの密接な統合と同様、他のAWRのシミュレーション技術は既存のRF設計技術を補完し、素晴らしいチャンスをもたらします。

複雑な高周波RF用途向けワイヤレス製品の設計に用いられるAWRテクノロジーの、業界をリードするVirtuosoプラットフォームへのシームレスな統合を推し進めることにより、従来の非常にミスを起こしやすいRF/マイクロ波設計および検証フローを克服することができるでしょう。これにより生産性を向上させることができ、初回で正しい結果を得ることができるようになります。2021年にはお客様はAWRとCadenceの製品の密接な統合を提供すべく我々が絶え間なく努力しているその恩恵を受け始めることができるでしょう。

Claudia Roesch

Translator: Kazuyuki Tateishi

関連資料

• Virtuoso RF Solution
• Virtuoso MultiTech Framework User Guide
• Virtuoso RF Solution Guide
• Virtuoso Electromagnetic Solver Assistant User Guide
• What’s New in Virtuoso
• CadenceTECHTALK ミックスシグナル・カスタムIC設計セミナー メソドロジー編

Cadenceの回路設計用製品とサービスに関する情報についてのさらなる情報はwww.cadence.comをご参照ください。

Virtuoso Meets Maxwellについて

Virtuoso Meets Maxwellの連載では、設計者が設計者として生き抜くための設計プロセスの再構築と最適化にフォーカスする形で次世代のダイ、パッケージ、ボードの設計フローに関する投稿を行っています。ご注目ください！

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