PCB 博客 | EMX 平面三维求解器——最新关键特性与功能更新

随着采用 3D-IC 技术、异构集成及其他先进制造工艺的芯片设计复杂度不断提升，对电磁串扰进行精准建模的需求也日益迫切。无论是版图规模还是端口数量，电磁求解器在解决更大规模问题上始终发挥着关键作用。

Cadence EMX 平面三维求解器是面向高频、高速集成电路的电磁求解器，以精度为核心优势，同时兼顾仿真容量、速度与设计流程自动化。该求解器与 Cadence Virtuoso 平台及 Virtuoso Studio 深度集成，支持设计师对低至 2nm 的复杂版图进行精准建模，并大幅缩短设计周期。

EMX 平面三维求解器的最新版本提升了求解引擎容量，可应对更高阶的设计复杂度。欢迎观看 EMX 平面三维求解器网络研讨会，了解本版核心新特性，包括：

• 基于网络的网格划分支持设计师选择任意网络，并对其应用独立的网格划分策略。

• 白盒化允许将特定仿真端口通过网络端接，从而减少送入 EMX 平面三维求解器的电磁端口总数。

• 增强的金属填充处理能力智能近似计算下层细小金属层填充的影响，显著缩短仿真时间并降低计算资源消耗。

网格增强功能

EMX 平面三维求解器现已提供两项网格增强功能：沃罗诺伊网格与基于网络的网格。

沃罗诺伊网格会根据邻近版图结构自动精细化网格，使网格更细密，可精准处理弯折、开槽、交叠、邻近效应等局部特征。例如：导线下方大面积金属平面的网格，会在导线附近自动加密。

基于网络的网格基于沃罗诺伊网格构建，允许设计师选中任意网络，并对其跨多层应用独立的网格策略。它支持对全局边缘网格和分层边缘网格进行额外控制，优先级为：单网络网格设置 > 分层网格设置 > 全局网格设置。

沃罗诺伊网格与基于网络的网格仅可应用于导体。过孔仍使用 EMX 平面三维求解器的默认方式，过孔填充区域的网格也保持默认类型。

白盒功能

传统的黑盒化在处理晶体管阵列、放大器阵列等大规模阵列单元时，会导致端口数量急剧增加。被排除的单元版图必须准备就绪并完成连接。

EMX 平面三维求解器的白盒功能支持将指定仿真端口通过网络端接。下图展示了图形界面中接地区域内被端接并移除的白盒端口。

端口可通过简单的串联 RLC 模型进行端接，从而减少端口数量与 S 参数矩阵规模。由于加载模块的 RLC 模型会被自动包含，因此无需对电路模块进行实际加载，即可通过网络计算小信号响应。

常见应用包括：

• 串扰干扰源 / 受害对象分析。

• 电源去耦分析。

填充近似与大型填充消除

EMX 平面三维求解器新增多项功能，用于优化虚拟填充处理。

新增选项可消除所有浮空几何结构（无标签、无引脚连接的图形）。该功能专门用于细长型填充图形（例如 1µm × 100µm），而非小型方形填充图形。

全新的填充近似功能可通过填充算子（fill operator）和 / 或浮空消除选项，估算填充被移除后的等效效应。近似填充操作仅通过计算填充密度并调整周围介质层介电常数来近似电容效应；涡流效应暂不做近似。

结论

EMX 平面三维求解器的重要新增特性显著缩短仿真时间、降低计算资源需求，从而提升易用性与设计效率。

• 基于网络的网格划分：设计师可选择任意网络并对其采用差异化网格策略。

• 白盒功能：允许将指定仿真端口通过网络端接，减少送入求解器分析的电磁端口总数。

• 增强型金属填充处理：智能近似计算下层细小金属层填充的效应。