하이테크 산업을 위한 시뮬레이션

하이테크 산업은 경제 분야에서 가장 빠르게 성장하고 가장 경쟁력 있는 분야 중 하나입니다. 기술 개발의 빠른 속도는 제조업체들이 경쟁력을 유지하기 위해 지속적으로 혁신해야 한다는 것을 의미합니다. 설계 사이클 단축, 개발 비용 절감, 새로운 작업 방식은 시장에서 주도성을 구축하고 유지하는 데 필수적입니다.

시뮬레이션을 통해 엔지니어는 프로토타입을 제작하기 전에 장치의 성능을 분석하고 설계 요구 사항 및 규정에 맞게 최적화할 수 있습니다. 개발 주기의 초기 단계에서 분석을 앞당겨 수행함으로써 엔지니어들은 잠재적인 문제를 조기에 식별하고 원인을 찾아 비용이 급증하기 전에 신속하게 해결할 수 있습니다. 가상 테스트는 물리적 테스트의 필요성을 줄이거나 대체하여 값비싼 프로토타입에 대한 의존도를 줄이고 개발을 가속화할 수 있습니다.

다쏘시스템의 SIMULIA 브랜드는 여러 물리적 분야를 포괄하는 시뮬레이션 도구 포트폴리오를 제공합니다. 시뮬레이션은 산업 표준 전자 설계 자동화(EDA) 및 컴퓨터 지원 설계(CAD) 워크플로와 다른 다쏘시스템의 3DEXPERIENCE 플랫폼 도구에 통합되어 통합 모델링 및 시뮬레이션(MODSIM)을 가능하게 합니다.

하이테크 솔루션의 주요 이점

출시 기간 단축

개발 기간 단축 및 경쟁 우위 확보

개발 비용 절감

설계 반복과 물리적 시제품을 줄여 예산 유지

성능 최적화

요구 사항을 충족하고 그 이상을 초과하는 혁신적인 제품을 개발합니다

가상 테스트

가상 인증으로 분석 및 규정 준수를 가속화합니다

전자기 시뮬레이션

하이테크 기기는 정전기 및 직류부터 밀리미터파, 심지어 광자파에 이르기까지 전체 전자기 스펙트럼을 포괄합니다. SIMULIA 시뮬레이션 포트폴리오에는 PCB 및 케이블과 같은 애플리케이션을 위한 전문 도구를 포함하여 저주파수 및 고주파수 애플리케이션을 위한 업계 최고의 전자기 솔버가 포함되어 있습니다.

구조 시뮬레이션

구조 시뮬레이션은 낙하, 진동, 침수 등 일상적인 사용 환경에서 기기가 어떻게 견디는지 분석하는 데 필수적입니다. 시뮬레이션은 물리적 프로토타입을 제작하고 분해하는 데 드는 비용 없이 잠재적 손상 시나리오를 재현할 수 있습니다. 피로 시뮬레이션은 또한 커넥터와 같은 부품이 수년간 수천 번의 사용 주기를 거치면서 어떻게 동작하는지 보여줍니다.

전기기계 시뮬레이션

기계적 구성 요소는 센서로 사용되며 소음, 진동 및 햅틱 기능을 제공합니다. 전기기계 시뮬레이션은 이러한 부품을 분석하고 성능을 최적화할 수 있습니다. 진동 음향 시뮬레이션을 연결하면 진동하는 구성 요소와 공진에서 발생하는 소음원을 식별할 수도 있습니다.

열 시뮬레이션

전기 손실로 인해 구성 요소가 손상될 수 있는 열이 발생합니다. 기기 내부의 열을 관리하는 것은 특히 휴대용 기기의 경우 많은 구성 요소가 근접해 있고 냉각 팬을 사용할 수 없기 때문에 어려울 수 있습니다. 결합된 전자기-열 시뮬레이션을 통해 공기 흐름의 영향과 방열판 및 팬과 같은 냉각 시스템의 효율성을 포함하여 기기가 사용 중에 얼마나 많은 열을 방출하는지 계산할 수 있습니다.

바이오 전자기

규정으로 인해 인체의 전자파 방사에 대한 노출 허용이 제한됩니다. 노출을 정량화하는 데 특정 흡수율(SAR)과 같은 측정이 사용됩니다. 시뮬레이션을 통해 실제 사용 환경에서 표준 테스트 인체 모형 내부는 물론 사실적인 인간 신체 모델을 대상으로 SAR을 계산할 수 있습니다. Simulation은 테스트 후반부에 잠재적 위반 사항이 발견될 위험을 줄여줍니다.

하이테크 부문 MODSIM

전통적으로 설계자와 해석자는 서로 다른 부서에서 근무하며 상대적으로 고립되어 있습니다. 이것은 정보 교환의 비효율성을 초래하여, 문제를 해결할 때 비용이 더 많이 드는 경우가 많습니다. 통합 모델링 및 시뮬레이션(MODSIM)은 설계자와 해석자를 함께 활용하여 데이터를 손쉽게 교환하고, 파일을 최신 상태로 유지하고, 개발 단계에서 설계의 성능을 분석할 수 있게 해줍니다.

가상 인증

제품 인증을 받는 데 소요되는 시간과 리소스 비용을 줄이기 위해 규제 기관은 물리적 테스트 대신 모의 테스트 결과를 수용하는 경우가 늘고 있습니다. 신뢰할 수 있는 시뮬레이션 결과는 FCC와 같은 기관에서 인증을 받기 위해 필요한 물리적 테스트 수를 크게 줄일 수 있습니다.

전자 설계 자동화 워크플로 통합

Simulation은 PCB, 패키지 및 칩을 설계하는 데 사용되는 표준 산업 전자 설계 자동화(EDA) 워크플로에 쉽게 통합할 수 있습니다. 자동 규칙 체크 장치는 레이아웃을 분석하고 신호 무결성, 전원 무결성(SI/PI) 및 전자파 적합성(EMC) 문제를 자동으로 검사합니다. 그런 다음 3D 시뮬레이션으로 레이아웃을 불러와 다른 분석 방법이 놓치는 복잡한 상호 작용으로 인한 잠재적 문제를 식별할 수 있습니다.

 

전자기기 설계 분석

데이터 전송률의 증가와 소형화 추세는 전자기기 설계에 더 많은 도전 과제를 안겨주고 있습니다. 점점 좁아지는 공간에 더 많은 채널과 구성 요소를 통합해야 하는데, 이는 누화와 기타 신호 무결성 및 전력 무결성(SI/PI) 효과가 발생할 가능성이 더 크다는 것을 의미합니다. 오류율과 간섭 위험을 줄이려면 레이아웃 중에 SI/PI 및 EMC(Electromagnetic compatibility)를 고려해야 합니다.

Electronics Design Analysis - SIMULIA > 다쏘시스템

전자기 적합성

디지털 환경에서 첨단 정밀성을 보여주는 전자기 시뮬레이션 필드

전자기 적합성(EMC)은 장치가 다른 시스템에 간섭을 일으키지 않고 작동할 수 있는 능력이며, 동시에 잠재적인 간섭을 견딜 수 있는 능력을 의미합니다. EMC 시뮬레이션은 물리적 프로토타입 제작 비용 없이 가상 프로토타입으로 EMC 테스트 시나리오를 복제할 수 있습니다. 이를 통해 분석 프로세스가 가속화되어 늦게 문제가 파악되고 프로젝트가 지연되는 위험이 줄어듭니다.

Battery Engineering

배터리는 어떤 장치에서든 가장 큰 구성 요소 중 하나이며, 배터리 수명을 늘리고 크기와 무게를 줄이는 데 있어 용량을 최대화하는 것이 중요합니다. 시뮬레이션은 배터리 엔지니어가 강력하고 안전한 배터리 셀을 설계하고 장치 내부의 열을 이해하고 제어할 수 있도록 도와줍니다. 단락, 충격, 팽창 등의 잠재적인 위험 시나리오를 버추얼 트윈에서 안전하게 테스트할 수 있습니다. BIOVIA Materials Studio를 사용하면 전극 및 전해질 화학도 분석할 수 있습니다.

Battery Engineering > 다쏘시스템

커뮤니케이션 인프라 시뮬레이션

커버리지 시뮬레이션 - SIMULIA > 다쏘시스템

공용 인터넷과 사설 네트워크 모두 강력한 기간망이 필요합니다. 많은 무선 기기가 복잡한 환경에서 작동하고 스펙트럼에 대해 경쟁하고 있기 때문에 간섭 없이 안정적인 고속 데이터 연결을 보장하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 시뮬레이션은 라우터에서 송신기 안테나까지 인프라 백엔드 장치를 설계하고 전체 시스템의 일부로 성능을 최적화하는 데 사용할 수 있습니다. EMC 성능, 신호 및 전원 무결성, 열 냉각 기능은 모두 통합 워크플로의 일부로 분석할 수 있습니다.

시뮬레이션은 5G의 롤아웃 및 향후 6G 기술의 개발을 가능하게 하여, 기기 설계 및 시스템 엔지니어들이 물리적 프로토타입을 제작하기 전에 시스템 성능을 분석할 수 있게 해 줍니다. 도시의 거리나 스마트 공장과 같은 복잡한 물리적 환경에서의 네트워크 커버리지는 시뮬레이션을 사용하여 매핑할 수 있으며, 이를 통해 다양한 시나리오에서 수신이 좋지 않은 구역을 식별하고 무선 안테나 배치를 최적화할 수 있습니다.

소비자 기기 시뮬레이션

가전 제품은 하이테크 산업에서 가장 중요한 부분 중 하나입니다. 이는 경쟁이 치열한 시장이며, 고객은 더 빠르고 효율적일 뿐만 아니라 더 작고 가벼우며 저렴하며 세련된 제품을 요구하고 있습니다. 이 산업에서 경쟁력을 유지하기 위해서는 제품을 시장에 내놓기 위해 빠른 개발 주기를 유지해야 하며, 동시에 규정 준수 테스트 실패로 인한 지연, 비용이 많이 드는 재설계 및 잠재적으로 리콜의 위험을 최소화해야 합니다.

시뮬레이션은 스마트폰 및 노트북에서부터 웨어러블 및 스마트 제품에 이르기까지 소비자 전자 장치의 주요 제조업체에서 시간 소모적이고 비싼 물리적 프로토타입을 가상 테스트로 대체하기 위해 사용됩니다. 실제 디바이스의 버추얼 트윈에서 성능, EMC, 냉각 및 내구성을 분석할 수 있으므로 설계 프로세스 초기에 잠재적 문제를 발견할 수 있으며 신속하게 해결할 수 있습니다. 제품을 더 빠르고 저렴하게 출시할 수 있으며, 실제 환경에서 사용자 요구 사항을 충족할 수 있다는 확신을 가질 수 있습니다.

소비자 기기 시뮬레이션 > 다쏘시스템

반도체 패키징

반도체 패키지 > 다쏘시스템

IC(Integrated Circuit) 칩은 패키지 내부에 배치되어 있어 이를 보호하고 PCB(인쇄 회로 기판)에 장착할 수 있습니다. 패키지는 PCB의 데이터 채널에서 핀이나 볼 그리드 어레이(BGA)와 같은 접점을 통해 IC로 신호를 전송할 수 있어야 하며, 이 모든 과정에서 간섭이나 데이터 손실이 발생하지 않아야 합니다.

전자 엔지니어는 반도체 패키징 설계 프로세스의 시뮬레이션을 사용하여 소켓과 패키지를 통한 전류 전달을 모델링하고 잠재적 신호 무결성(SI) 및 전력 무결성(PI) 문제를 식별합니다. 시뮬레이션은 시간 영역 반사 측정(TDR) 및 아이 다이어그램과 같은 표준 전자 엔지니어링 테스트를 가상으로 재현할 수 있으므로, 엔지니어는 가상 시제품을 제작하지 않고도 문제를 발견할 수 있습니다. 또한 결합된 전자기 열 시뮬레이션을 통해 패키지의 냉각 모델을 모델링하여 방열판 및 팬 배치를 최적화할 수 있습니다.

열 성능 및 전자기기 냉각

열 관리 및 전자기기 냉각 - SIMULIA > 다쏘시스템

소형화는 많은 전력이 매우 작은 영역에 집중되어 있다는 것을 의미하며, 이는 인터커넥트 및 배터리와 같은 구성 요소에서 상당한 열 발생을 초래합니다. 열이 발생하는 위치와 방출되는 방법을 이해하는 것은 전자기, 열역학, 유체 등을 결합한 다분야 문제입니다. 결합된 다물리 시뮬레이션을 통해 엔지니어는 열원을 식별하고 효과적인 냉각 시스템을 설계할 수 있습니다.

SIMULIA 하이테크 고객

SIMULIA High-Tech 산업 솔루션

하이테크는 상시 가동형 경험을 통해 현대적이면서 연결된 삶을 향상시킵니다. 역량과 기회가 기하급수적으로 증가함에 따라, 하이테크 기업은 복잡성, 품질, 마진 압박을 극복하면서 재발명하고 선두를 유지하는 데 더욱 적극적으로 대응해야 합니다. 다쏘시스템의 3DEXPERIENCE 플랫폼은 하이테크 업체들이 더 빠르면서 더 지속 가능한 혁신을 이룰 수 있도록 지원합니다.

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