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02
'26
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RF-Design-Workflow für GaN-MMIC-First-Pass-Tapeout
Keysight und WIN Semiconductors integrieren Multidomänen-Simulation und -Verifizierung zur Optimierung der Entwicklung von Hochfrequenzkomponenten.
www.keysight.com
Keysight Technologies und WIN Semiconductors haben einen kollaborativen Workflow für das Design von Monolithic Microwave Integrated Circuits (MMIC) eingeführt, der den „First-Pass-Tapeout“-Erfolg für GaN-basierte Komponenten sicherstellen soll. Durch die Integration von On-Chip-Multidomänen-Simulation, 3D-Layout-Verifizierung und dem Design von Off-Chip-Evaluierungsboards in eine einheitliche Umgebung adressiert der Workflow die technischen Anforderungen für 5G-Infrastrukturen, Satellitenkommunikation und Radarsysteme. Diese Integration mindert Fertigungsrisiken durch die Automatisierung von Simulations- und Verifizierungsschritten, was kostspielige Re-Spins beim Foundry-Partner vermeidet.
Workflow-Integration und PDK-Nutzung
Der Workflow nutzt das WIN Semiconductors NP 120P GaN Process Design Kit (PDK), das in das Keysight Advanced Design System (ADS) sowie in die RF Circuit Simulation Professional-Software eingebettet ist. Zu den Hauptmerkmalen gehören:
- Einheitlicher Simulationspfad: Ingenieure können On-Chip-MMIC-Komponenten und Off-Chip-Evaluierungsboards (einschließlich Gehäuse, Leiterplatte und Testanschlüsse) gleichzeitig entwerfen und optimieren.
- Automatisierte Verifizierung: Erleichtert Layout-Versus-Schematic (LVS)-Prüfungen und die Validierung von Prozessmodellen, um sicherzustellen, dass alle Analyseschritte vor der Einreichung bei der Foundry abgeschlossen sind.
- Leistungsvalidierung: Ermöglicht es Designern, die Systemleistung auf einem physischen Evaluierungsboard vor der Fertigung nachzuweisen, was den Verifizierungsanforderungen von Beschaffungsstakeholdern entspricht.
Strategische Bedeutung für die GaN-HF-Entwicklung
Da der globale Markt für GaN-HF-Bauelemente wächst, ist die Fähigkeit, die vollständige Systemleistung – vom Chipebene bis hin zum PCB-basierten Evaluierungsboard – nachzuweisen, eine Voraussetzung für den kommerziellen Erfolg. Dieser Workflow verkürzt den Entwicklungszyklus, indem potenzielle Impedanzfehlanpassungen oder Probleme mit der Signalintegrität bereits während der Designphase identifiziert werden. Durch die Synchronisierung der Simulationsfähigkeiten von Keysight mit den spezialisierten Prozessmodellen von WIN Semiconductors bietet der Workflow MMIC-Designhäusern einen zuverlässigen Pfad zur Beschleunigung der Time-to-Market.
Zusätzlicher Kontext: Dieser Abschnitt detailliert technische Spezifikationen, die nicht in der ursprünglichen Ankündigung enthalten waren.
GaN-on-SiC (Siliziumkarbid)-Technologie wird für Hochfrequenz-HF-Anwendungen aufgrund ihrer überlegenen Leistungsdichte und Wärmeleitfähigkeit gegenüber herkömmlichem Silizium-LDMOS bevorzugt. Die hohe Leistungsdichte von GaN stellt jedoch erhebliche Herausforderungen für die Simulation dar, insbesondere im Hinblick auf die thermisch-elektrische Co-Simulation. Die im MMIC-Kanal erzeugte Wärme kann die elektrischen Eigenschaften der Transistoren (Trägermobilität und Schwellenspannungsverschiebung) erheblich verändern, was zu Leistungsabfall oder vorzeitigem Ausfall führt, wenn dies nicht genau modelliert wird. Ein Standard-EDA-Flow verpasst oft diese Multidomänen-Interaktionen. Der ADS-Workflow von Keysight adressiert dies durch die Einbeziehung elektrothermischer Modelle, die Selbsterwärmungseffekte in GaN-Leistungsverstärkern berücksichtigen. Darüber hinaus stellt die LVS (Layout-Versus-Schematic)-Integration sicher, dass parasitäre Effekte von Verbindungsleitungen und Bonddrähten in der simulierten Leistung berücksichtigt werden. Dies verhindert die typische „Simulations-zu-Messungs“-Diskrepanz, bei der der Chip in der Simulation erwartungsgemäß funktioniert, aber die Spezifikationen nicht erfüllt, wenn er auf einem physischen PCB-Testaufbau montiert ist.
Redaktionell bearbeitet von Lekshman Ramdas, Induportals-Redakteur – angepasst durch KI.
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Da der globale Markt für GaN-HF-Bauelemente wächst, ist die Fähigkeit, die vollständige Systemleistung – vom Chipebene bis hin zum PCB-basierten Evaluierungsboard – nachzuweisen, eine Voraussetzung für den kommerziellen Erfolg. Dieser Workflow verkürzt den Entwicklungszyklus, indem potenzielle Impedanzfehlanpassungen oder Probleme mit der Signalintegrität bereits während der Designphase identifiziert werden. Durch die Synchronisierung der Simulationsfähigkeiten von Keysight mit den spezialisierten Prozessmodellen von WIN Semiconductors bietet der Workflow MMIC-Designhäusern einen zuverlässigen Pfad zur Beschleunigung der Time-to-Market.
Zusätzlicher Kontext: Dieser Abschnitt detailliert technische Spezifikationen, die nicht in der ursprünglichen Ankündigung enthalten waren.
GaN-on-SiC (Siliziumkarbid)-Technologie wird für Hochfrequenz-HF-Anwendungen aufgrund ihrer überlegenen Leistungsdichte und Wärmeleitfähigkeit gegenüber herkömmlichem Silizium-LDMOS bevorzugt. Die hohe Leistungsdichte von GaN stellt jedoch erhebliche Herausforderungen für die Simulation dar, insbesondere im Hinblick auf die thermisch-elektrische Co-Simulation. Die im MMIC-Kanal erzeugte Wärme kann die elektrischen Eigenschaften der Transistoren (Trägermobilität und Schwellenspannungsverschiebung) erheblich verändern, was zu Leistungsabfall oder vorzeitigem Ausfall führt, wenn dies nicht genau modelliert wird. Ein Standard-EDA-Flow verpasst oft diese Multidomänen-Interaktionen. Der ADS-Workflow von Keysight adressiert dies durch die Einbeziehung elektrothermischer Modelle, die Selbsterwärmungseffekte in GaN-Leistungsverstärkern berücksichtigen. Darüber hinaus stellt die LVS (Layout-Versus-Schematic)-Integration sicher, dass parasitäre Effekte von Verbindungsleitungen und Bonddrähten in der simulierten Leistung berücksichtigt werden. Dies verhindert die typische „Simulations-zu-Messungs“-Diskrepanz, bei der der Chip in der Simulation erwartungsgemäß funktioniert, aber die Spezifikationen nicht erfüllt, wenn er auf einem physischen PCB-Testaufbau montiert ist.
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