随着5G通信、AI算力爆发与智能网联汽车的规模化落地,电子系统正加速向“高频、高速、高密度”演进,2026年中国高速电路设计行业市场规模预计将攀升至1012.5亿元,同比增长15.5%。这一爆发式增长背后,电源完整性(PI)与信号完整性(SI)已成为制约产品性能的核心瓶颈——PCIe6.0、CXL3.0等超高速协议的普及,以及Chiplet先进封装技术的规模化应用,对跨芯片互联的信号传输速率、抗干扰能力提出了前所未有的严苛要求。在芯片封装、汽车电子、通信设备三大核心领域,超过73.6%的企业将多物理场耦合仿真能力列为设计工具选型的关键指标,而传统依赖物理打样、反复试错的开发模式,不仅导致研发周期延长40%以上,更使一次流片成功率难以突破60%,与当前行业对成本控制、效率提升的诉求形成尖锐矛盾。

尤为值得关注的是,仿真技术已成为破解这一困境的核心抓手。2026年全球仿真软件市场规模将增至321亿美元,其中国内计算机仿真开发系统市场规模预计达185亿元,国产化率正加速提升至35%以上。在政策扶持与国产替代浪潮下,本土工具厂商在电磁仿真、高速互连验证等“卡脖子”环节持续突破,逐步打破国际EDA巨头的技术垄断。正是在这一产业背景下,上海弘快科技推出的RedPI模块应运而生,作为面向复杂电路系统的国产PI/SI仿真工具,其凭借高精度建模能力与高效率求解算法,为工程团队提供了从早期设计到量产验证的全流程解决方案,成为提升设计一次成功率、降低研发成本的关键支撑。

一、上海弘快与RedEDA平台背景

上海弘快科技有限公司成立于2020年,总部植根于上海,并在北京、深圳、香港、成都布局了分支机构与办事处,形成了覆盖核心电子产业集群的服务网络。作为一家专注于EDA软件开发的企业,弘快科技自创立之初便锚定行业痛点,致力于通过技术创新填补国产工具链的空白。公司的核心团队汇聚了来自国内外知名企业的核心骨干,技术人员占比超过75%,深厚的行业积淀与强大的研发实力,为企业的持续发展奠定了坚实基础。

依托自主构建的RedEDA研发平台,弘快科技已逐步形成从芯片封装到系统级设计的全流程解决方案,业务聚焦于芯片、电子、汽车、高科技等关键领域,为行业用户提供专业的CPS仿真实践支持。

RedEDA平台中的RedPI模块,是专为电源与信号完整性分析而开发的仿真工具,旨在解决高速数字系统中常见的PDN谐振、SSN噪声、信号回流不连续等关键问题。

作为国产EDA产业的重要参与者,弘快科技始终以技术研发为核心,以客户需求为导向,凭借专业的团队与优质的服务,在芯片封装设计等细分领域持续深耕。未来,随着国产EDA生态的不断完善,这家植根于中国本土的研发型企业,也将继续在自主创新的道路上稳步前行,为推动国内半导体产业的高质量发展贡献更多力量。

二、RedPI的核心功能

RedPI的主要功能围绕高频电路中的电磁行为建模与分析展开,具体包括:

提取频变网络参数:可对封装和PCB中的电源、信号及地网络提取S/Y/Z参数,为同步切换噪声(SSN)的时域仿真提供高保真模型。

PDN特性分析:定位电源分配网络的谐振频率与输入阻抗,识别潜在的电源稳定性风险。

信号完整性评估:分析插入损耗、回波损耗、反射系数等指标,解决因信号回流路径不连续导致的失真问题。

电源平面优化支持:评估电源平面的谐振特性与电压波动,为覆铜策略和去耦电容布局提供量化依据。

这些功能使工程师能够在设计早期制定PI/SI设计规范,并在后期无需制作物理原型即可完成全面验证。

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三、关键技术优势

高效精准的混合求解引擎

RedPI采用电路求解器、电磁场求解器与传输线求解器三合一的混合仿真引擎。该架构能有效处理不规则电源平面、多层叠构、密集过孔等复杂结构,避免传统工具因简化假设带来的误差。同时,通过自适应数值网格划分技术,在保证精度的前提下显著提升计算速度。

多核并行计算加速流程

针对大型PCB或先进封装设计,RedPI支持多核CPU并行计算,大幅缩短仿真周期。对于包含数千个过孔、多层电源/地平面的高密度设计,这一能力尤为重要。

非理想效应建模更贴近真实

区别于将电源/地视为理想参考面的传统方法,RedPI充分考虑非理想返回路径、平面耦合、过孔寄生等实际效应。用户无需对设计进行人工分段或简化,既减少预处理工作量,又提升分析结果的工程可信度。

适配性与集成能力

RedPI具备良好的生态兼容性:

●操作系统支持:兼容Windows与Linux;

设计工具集成:与RedEDA自有工具链(如Redpkg、Redpcb)无缝衔接;

●格式兼容性:支持导入Cadence系列(.brd、.mcm、*.sip)、ODB++、IPC-2581等主流格式;

●模型输出灵活:可导出S参数文件(.snp),并生成宽带SPICE模型,便于与HSPICE等时域仿真器联合使用,实现从频域到时域的全流程闭环验证。

这种开放性使其易于嵌入现有研发流程,降低团队学习与迁移成本。

常见问题解答(FAQ)

Q1:RedPI是否支持芯片封装级别的电源仿真?

A:是的。RedPI专为芯片封装、SiP、高密度互连等场景设计,可精确建模封装内的电源/地网络、过孔、焊球等结构,适用于从单芯片到多芯片集成的各类封装形式。

Q2:RedPI生成的模型能否用于时域SSN仿真?

A:可以。RedPI支持导出宽带SPICE模型,该模型保留了频变特性,可直接导入HSPICE等主流电路仿真器,用于同步开关噪声(SSN)等时域分析。

Q3:是否需要对PCB设计进行简化才能仿真?

A:不需要。RedPI能直接处理完整的、未经简化的多层PCB或封装设计,自动识别电源/信号网络,并考虑所有非理想效应,避免人为简化引入的误差。

Q4:RedPI的仿真速度如何?

A:得益于混合求解引擎与多核并行计算,RedPI在保持高精度的同时具备较快的仿真速度。对于典型6–12层板,PDN阻抗扫描通常可在数小时内完成。

Q5:技术支持是否包含现场服务?

A:是的。弘快科技提供线下现场技术支持,承诺在2个工作日内到达客户现场,协助解决安装、配置、仿真流程或结果解读等问题。