SIMULIA ハイテク・ソリューション

コンプライアンスに準拠したハイテク・システムを迅速かつ低コストで提供

ハイテク業界向けシミュレーション

ハイテク業界は、経済において最も急成長し、競争力のある分野の 1 つです。技術の発展のペースが速いため、メーカーは、常に新たな技術を導入し、競争力を維持する必要があります。設計サイクルの短縮、開発コストの削減、新たな作業方法は、市場において見込み客を獲得し、維持するために不可欠です。

シミュレーションにより、エンジニアはプロトタイプを作成する前に機器の性能を分析し、設計要件と規制を満たすように最適化できます。開発サイクルで分析を早期に実施することで、エンジニアは潜在的な問題を特定し、開発の初期段階でその原因を見つけて、コストが発生する前に迅速に解決できます。バーチャル・テストにより、物理的なテストがほぼ不要になり、高価なプロトタイプへの依存もなくなるため、開発を加速できます。

ダッソー・システムズの SIMULIA ブランドは、複数の物理分野に対応するシミュレーション・ツールのポートフォリオを提供しています。シミュレーションを、業界標準の電子設計自動化(EDA)とコンピューター支援設計(CAD)のワークフローや 3DEXPERIENCE プラットフォーム上のダッソー・システムズのその他のツールに統合することで、モデリングとシミュレーションの統合(MODSIM)を実現することができます。

ハイテク・ソリューションの主なメリット

市場投入までの時間を短縮

開発期間を短縮し、競争上の優位性を獲得

開発コストを削減

設計の反復作業と物理的なプロトタイプを削減することで予算を順守

性能を最適化

要件を満たし、それを上回る革新的な製品を開発

仮想的にテスト

バーチャル認定により、分析とコンプライアンスを加速

電磁界シミュレーション

ハイテク機器は、静電気、直流からミリ波、さらにはフォトニクスまで、すべての電磁スペクトルに対応します。SIMULIA シミュレーション・ポートフォリオには、PCB やケーブルなどの用途に応じた専門ツールを含む、業界をリードする低周波および高周波向け電磁ソルバーがあります。

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構造シミュレーション

構造シミュレーションは、落下、振動、浸水などの日常での過酷な使用における機器の耐用性を分析するために必要になります。シミュレーションでは、物理的なプロトタイプを構築(および破壊)するコストをかけずに、潜在的な破損のシナリオを再現できます。疲労シミュレーションでは、長年にわたる数千回の使用サイクルを経たコネクタなどのコンポーネントの挙動も明らかにすることができます。

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電気機械シミュレーション

機械コンポーネントはセンサーとして使用され、音、振動、触覚機能を提供します。電気機械シミュレーションは、これらのコンポーネントを解析し、性能を最適化できます。振動音響シミュレーションにリンクすることで、コンポーネントの振動や共振とノイズ源を見分けることもできます。

熱シミュレーション

電気的損失は熱を発生させ、その熱でコンポーネントが損傷する可能性があります。機器内部の熱管理は、特に多くのコンポーネントが密集し、冷却ファンの余地がないハンドヘルド機器では困難な場合があります。電磁界シミュレーションと熱シミュレーションを組み合わせることで、空気流の影響や、ヒート・シンクやファンなどの冷却システムの効果など、使用中の機器の熱上昇を計算できます。

生体電磁気

人体の電磁放射線への暴露の許容量は、規制により制限されています。暴露を定量化するには、比吸収率(SAR)などの測定値を使用します。シミュレーションを使用して、標準テスト用ファントムと、実際の使用事例におけるリアルな人体モデルの両方で SAR を計算できます。シミュレーションにより、テストの後半で違反が発見される可能性のあるリスクを低減できます。

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ハイテク業界向け MODSIM

従来、設計者とアナリストは別々の部署で作業し、どちらかというと作業は縦割りになっています。これは情報交換において非効率につながり、問題解決にコストがかかると、一般に発見が遅れることになります。統合モデリングおよびシミュレーション(MODSIM)では、設計者とアナリストが連携することで、容易にデータを交換し、ファイルを最新状態に保ち、開発のあらゆる段階で設計のパフォーマンスを分析できるようになります。

MODSIM の詳細

バーチャル認定

規制当局は、製品の認定取得にかかる時間とリソース・コストを削減するために、物理的なテストと組み合わせるか、またはその代わりに、シミュレーションによるテスト結果を承認することが増えています。信頼性の高いシミュレーション結果により、FCC などの機関から認定を取得するために必要な物理的なテストの数は大幅に減る可能性があります。

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電子設計自動化ワークフローの統合

シミュレーションは、PCB、パッケージ、チップの設計に使用される標準産業用電子設計自動化(EDA)ワークフローに容易に統合できます。自動ルール・チェッカーは、レイアウトを分析し、シグナル・インテグリティとパワー・インテグリティ(SI/PI)、電磁両立性(EMC)の潜在的な問題を浮き彫りにします。その後、レイアウトを 3D シミュレーションにインポートして、他の解析方法では見落とされている、複雑な相互作用によって発生する可能性のある問題を特定できます。

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電子設計解析

データ・レートの増加と小型化への傾向により、電子設計はさらに困難さを増しています。チャネルとコンポーネントが増えるのに、それをますます狭くなる領域に組み込む必要があるということは、クロストークやその他のシグナル・インテグリティおよびパワー・インテグリティ(SI/PI)の影響の可能性が高まるということです。エラー率と干渉のリスクを低減するには、レイアウト中に SI/PI と電磁両立性(EMC)を考慮する必要があります。

電磁両立性

電磁両立性(EMC)は、機器が他のシステムに干渉を与えることなく、潜在的な干渉を受け入れながらも動作する能力のことです。EMC シミュレーションでは、物理的なプロトタイプの構築にコストをかけず、バーチャル・プロトタイプを使用して EMC テスト・シナリオを再現します。これにより、解析プロセスが加速され、問題の特定が遅れてプロジェクトが遅延するリスクが軽減されます。

バッテリー・エンジニアリング

バッテリーは機器の中で最大のコンポーネントの 1 つであり、バッテリー寿命を延ばし、サイズと重量を減らすためには、バッテリーの容量を最大化することが重要です。シミュレーションにより、バッテリー・エンジニアは堅牢で安全なバッテリー・セルを設計し、機器の内部の熱を把握して制御できます。短絡、衝撃、膨張などの潜在的に危険なシナリオは、バーチャル・ツインで安全にテストできます。BIOVIA Materials Studio では、電極および電解質も分析できます。

通信インフラストラクチャ・シミュレーション

公開インターネットとプライベート・ネットワークには、どちらも強力なバックボーンが必要です。複雑な環境で動作し、周波数帯を巡って競合するワイヤレス機器があまりにも多い場合、干渉を起こさずに信頼性の高い高速データ接続を確保することは非常に困難になる可能性があります。シミュレーションを使用すると、ルーターから送信アンテナまでのインフラストラクチャ・バックエンド機器を設計し、完全なシステムの一部として性能を最適化できます。EMC、パフォーマンス、シグナルおよびパワー・インテグリティ、熱冷却はすべて、統合ワークフローの一部として解析できます。

シミュレーションにより、5G の展開と今後の 6G テクノロジーの開発が可能になり、機器の設計とシステム・エンジニアリングにより、物理的なプロトタイプを構築する前にシステム・パフォーマンスを解析できるようになります。都市の街路やスマート工場などの複雑な物理環境での通信エリアは、シミュレーションを使用してマッピングすることで、さまざまなシナリオで受信状態の悪い場所を特定し、ワイヤレス・アンテナの配置を最適化できます。

消費者向け機器のシミュレーション

家電はハイテク業界にとって最も重要な分野の 1 つです。家電市場は競争が激しく、顧客はより高速で効率的な機器だけでなく、より小型で軽量かつ安価でスタイリッシュな機器を求めています。この業界で競争力を維持するには、製品を市場に投入するために開発サイクルの迅速化が必要になります。また、コンプライアンス・テストのエラーによる遅延、コストのかかる再設計、リコールの可能性といったリスクを最小限に抑えることも必要です。

シミュレーションは、スマートフォンやノートパソコンからウェアラブル、スマート製品までの消費者向け電子機器の大手メーカーが、時間とコストのかかる物理的なプロトタイプをバーチャル・テストに置き換えるために使用します。性能、EMC、冷却、耐久性を実際の機器のバーチャル・ツインで解析できるため、設計プロセスのかなり早い段階で潜在的な問題を明らかにし、迅速に解決できます。製品が実際のユーザーの要件を満たすという確信が高まるため、製品をすばやく安価に市場に投入できます。

半導体パッケージング

集積回路(IC)チップはパッケージ内に配置して保護されます。これにより、パッケージをプリント基板(PCB)に取り付けることができます。パッケージは、干渉やデータ損失を引き起こすことなく、ピンやボールグリッド・アレイ(BGA)などの接点を介して、PCB 上でデータ・チャネルから信号を送信できる必要があります。

電子エンジニアは、半導体パッケージ設計プロセスでシミュレーションを使用して、ソケットおよびパッケージを介した電流の伝播をモデル化し、潜在的なシグナル・インテグリティ(SI)およびパワー・インテグリティ(PI)の問題を特定します。シミュレーションでは、時間領域反射測定(TDR)やアイ・ダイアグラムなどの標準的なエレクトロニック・エンジニアリング・テストを仮想的に再現できるため、エンジニアはバーチャル・プロトタイプを構築することなく問題を見つけることができます。また、電磁界シミュレーションと熱シミュレーションを組み合わせることで、パッケージの冷却をモデル化して、ヒート・シンクやファンの配置を最適化することもできます。

熱性能および電子機器の冷却

小型化すると、非常に狭い領域に多くの電力が集中するため、相互接続やバッテリーなどのコンポーネントにかなりの熱が発生することになります。熱が生成される場所と熱放散の過程を理解するには、電磁気学、熱力学、流体力学を組み合わせた複数の専門分野にわたる問題に取り組む必要があります。マルチフィジックス・シミュレーションを組み合わせることで、エンジニアは熱源を特定し、効果的な冷却システムを設計することができます。

ハイテク業界の SIMULIA のお客様

SIMULIA のハイテク業界向けソリューション

私たちの現代的でつながりのある生活は、ハイテクによってもたらされる常時接続の体験により向上します。将来性とチャンスが飛躍的に高まる中、ハイテク企業は、複雑さ、品質、利益率のプレッシャーを克服しながら、これまで以上に改革に敏感になり、最先端企業としての地位を維持する必要があります。ダッソー・システムズの 3DEXPERIENCE プラットフォームにより、ハイテク・イノベーターは、より迅速かつ持続可能な方法でイノベーションを実現できます。