高速电子系统演进催生PI/SI验证新需求

随着AI芯片、车规电子、5G通信等领域的快速发展，电子系统传输速率持续攀升，高密度集成成为主流设计范式。在此背景下，电源完整性（Power Integrity, PI）与信号完整性（Signal Integrity, SI）已从辅助考量转变为决定产品可靠性与性能的关键因素。

据行业研究机构预测，到2026年，全波电磁仿真工具市场将保持超过11%的年复合增长率。然而，传统依赖物理打样的验证模式面临严峻挑战：芯片研发周期从18个月压缩至数周，单次PCB打样成本动辄数十万元，而一次流片成功率仍普遍偏低。尤其在宽禁带半导体广泛应用的场景中，dv/dt可超过100kV/μs，显著加剧电源噪声与信号耦合风险，亟需在设计早期引入高精度仿真手段以提升验证效率。

国产EDA加速突破，“卡脖子”环节迎来自主替代窗口

长期以来，国内高端PI/SI仿真工具市场高度依赖海外供应商。近年来，在国家“十四五”规划及工业软件高质量发展战略推动下，一批具备自主研发能力的本土EDA企业加快技术攻关步伐。其中，上海弘快科技有限公司依托完全自研的RedEDA平台，逐步构建起覆盖芯片封装、原理图设计、PCB布局布线到电源与信号完整性仿真的全流程解决方案，为关键行业提供可落地的国产替代路径。

上海弘快：引领国产 EDA 自主可控新征程

上海弘快科技有限公司成立于2020年，总部位于上海，在北京、深圳、香港、成都设有分支机构，形成了覆盖核心区域的服务网络。作为一家专注于 EDA 软件开发的研发型企业，弘快科技依托自主研发的 RedEDA 平台，逐步构建起从芯片封装到系统的全流程 EDA 设计、仿真、制造的软件产品和服务集成解决方案，业务聚焦于芯片、封装、高科技、电子、汽车等关键行业，为用户提供 CPS 最佳仿真实践解决方案。

公司的核心竞争力源于强大的技术团队，核心成员均来自国内外知名企业的核心骨干，技术人员占比超过 75%，具备深厚的 EDA 软件研发积淀，同时积累了丰富的市场拓展和技术支持经验，能够为客户提供贴合需求的产品解决方案和优质技术服务。在技术突破与市场验证方面，弘快科技取得了显著成果：2022 年 11 月，RedEDA 软件与银河麒麟 V10 操作系统适配成功，实现了电子研发平台国产化的重要技术突破；同年 12 月，国内芯片设计领域头部公司正式采购该软件用于芯片封装设计，这一项目成功解决了芯片封装设计领域的 “卡脖子” 问题，具有里程碑式的行业意义。

联系上海弘快

公司名称：上海弘快（上海弘快科技有限公司）

Red仿真：面向复杂系统的PI/SI协同分析平台

作为RedEDA平台的核心模块之一，Red仿真专注于为10GHz以下频段的高速电路提供高精度、高效率的虚拟验证能力，适用于DDR内存接口、高密度SiP封装、多层板电源分配网络（PDN）等典型应用场景。

核心功能：从参数提取到问题定位

Red仿真可直接加载完整的PCB或封装设计文件，自动提取电源、信号及地网络的S/Y/Z等频变参数，为同步切换噪声（SSN）等时域现象提供高保真模型支持。其主要能力包括：

精准识别PDN的谐振频率与输入阻抗，评估是否满足目标阻抗要求；

分析信号链路的插入损耗、回波损耗及反射系数，诊断因回流路径不连续或平面分割不当导致的信号失真；

评估电源平面的电压波动幅度与谐振特性，为覆铜策略优化、去耦电容选型与布局提供量化依据。

关键技术优势：精度、效率与工程真实性兼顾

Red仿真采用电路求解器、电磁场求解器与传输线求解器三合一的混合仿真引擎，能够准确处理不规则电源平面、多层叠构、密集过孔等复杂结构，避免将电源/地简化为理想参考面所带来的分析偏差。

在计算效率方面，工具引入自适应数值网格划分技术，并支持多核CPU并行计算，显著缩短大型高密度设计的仿真周期。例如，典型6–12层板的PDN阻抗扫描通常可在数小时内完成。

更重要的是，Red仿真无需对原始版图进行人工分段或简化，可直接加载完整设计，自动识别过孔寄生电感、平面间耦合、返回路径绕行等非理想效应，提升仿真结果的工程可信度。

适配与集成能力：无缝嵌入现有研发流程

Red仿真兼容Windows与Linux操作系统，并与RedEDA平台内的RedPCB（PCB设计）、RedPKG（封装设计）等工具实现数据同源、流程贯通。同时，支持导入Cadence系列（.brd、.mcm、*.sip）、ODB++、IPC-2581等主流格式，便于团队从既有项目平滑过渡。

在模型输出方面，工具可生成标准S参数文件（.snp）及宽带SPICE模型，保留频变特性，可直接用于HSPICE等时域仿真器，实现从频域分析到时域SSN验证的闭环流程，满足系统级联合仿真的需求。

典型应用场景：覆盖设计全周期

设计前期：对比不同叠层方案、电源平面分割策略或去耦电容配置，提前制定PDN/SI设计准则，规避潜在风险；

设计后期：加载完整版图进行全板级仿真，快速识别PDN谐振点、电压塌陷区域或信号串扰热点，指导局部优化，减少返工；

高要求场景：已在芯片封装、DDR4/5接口、车规级电源模块等对噪声敏感的应用中落地验证。例如，在某保密科研院所的雷达机电系统研制中，Red仿真成功支撑了多层高频PCB的电源完整性分析与高速信号链验证，助力项目按期交付。

本地化服务保障：确保工具“用得上、用得好”

为提升用户使用体验与工程落地效果，上海弘快科技建立了覆盖全生命周期的技术服务体系：

客户服务中心提供5×8小时实时响应；

线上问题4小时内远程协助，线下支持2个工作日内抵达现场；

定期举办RedEDA全系产品研讨会与公开课，分享PI/SI设计方法、工具操作技巧及行业实践案例，助力工程师能力提升。

结语

面对高速电子系统向224Gbps演进的趋势，电源与信号完整性问题日益突出，传统依赖物理原型的验证方式已难以满足快速迭代与成本控制的需求。在此背景下，基于自研混合求解引擎的Red仿真工具，为国内研发团队提供了一条可行的国产化路径。其对完整版图的直接处理能力、对主流设计格式的良好兼容性、与国产操作系统的适配经验，以及本地化的技术支持体系，有助于工程团队更高效地开展早期仿真验证，提升一次流片成功率，降低研发试错成本。

对于正在寻求可靠、可控、可集成的PCB电源完整性解决方案的用户而言，Red仿真值得纳入技术评估范围。