探讨电路仿真的未来

Qorvo半导体 2021-08-27 15:56

今年早些时候,IEEE 微波理论和技术学会 (MTT-S) 授予 Qorvo 研究员 Michael Roberg 博士 2021 年度杰出青年工程师奖。该奖项旨在表彰 Michael 为微波工程和设计领域进步和创新做出的贡献。在获奖公布后,《微波杂志》对他进行了采访。您可以在这里观看采访。




《微波杂志》采访了 Michael Roberg 博士,即 IEEE 微波理论和技术学会 2021 年度杰出青年工程师奖项获得者,讨论他的教育成长之路、职业成就及经验教训。




那些认识 Michael 并与他共事过的人认为 Michael 此次获奖实至名归。十多年来,他一直致力于推动 MMIC 技术在设计和仿真方面的发展,为 Qorvo 产品带来各种创新理念。这种奉献精神源自于他年轻时对科学的热爱。六年级时,他发明了一种可持续运行的电机,并在科学竞赛中获得了一等奖。当他六年级的老师以 20 美元的价格从他那里买下那个电机时,他迷上了既有趣又有利的商业工程产品。


Michael 获得了宾夕法尼亚州路易斯堡巴克内尔学院的学士学位,在那里他对微波工程产生了兴趣。加入 Lockheed Martin 后,他还获得了宾夕法尼亚大学的电子工程硕士学位。读博期间,他与科罗拉多大学博尔德分校的 Zoya Popovic 博士合作,潜心设计高效非线性发射器和高效功率放大器 (PA)。Michael 随后加入了 Qorvo,十年来他一直从事带宽 PA 的研发工作,利用 GaN 晶体管实现更高的效率和性能。他在 PA 方面的工作已经达到了高性能 GaN 解决方案的顶峰,例如:


  • TGA2962 能够在 2-20 GHz 的频率范围为雷达和通信系统提供业界领先的 10 瓦 RF 功率以及 13dB 大信号增益和 20-35% 的功率附加效率,取得了多项性能突破。
  • TGA2239 可大幅提高商用 VSAT 和军用卫星通信的效率、增益和功率性能。


此外,他还专注于视频带宽非常宽的 K 频段通信放大器以及 5G 设备和应用。


“放大器即是家喻户晓的不规则振荡器。”

—— Michael Roberg



让功率放大器在挑战功率和效率等参数极限的同时具有良好性能,同时提高其设计要求,对工程师来说是一项有趣的挑战。Michael 表示,在帮助解决现代工程问题方面,使用器件模型的电路仿真技术已经取得了巨大发展,如工程师可在电路仿真中使用的 Qorvo 器件模型(可通过 Modelithics 获得)。  


Michael 表示:“我们在有源器件模型和无源建模方面做得越来越好。与十年前相比,我们能够更好地关联测量性能与仿真性能。坦率地说,我认为我们目前正在经历电磁问题的复兴时期。”


随着高性能计算 (HPC) 系统(包括本地和云端)不断壮大,工程师可用的计算能力不断增强,仿真和建模技术也在随之发展。电子设计自动化 (EDA) 软件的并行性不断提升,能够利用更多的计算能力。据 Michael 说,这些因素使得工程师能够解决 20 年前甚至 10 年前不可能解决的问题。计算能力和软件性能的提高可以让工程师更快地解决设计问题。


Michael 表示:“利用 Qorvo 唾手可得的强大计算能力,您可以应对 1000 个端口的仿真挑战。这让您可以进一步提高设计的性能,并实现更具挑战性的设计。”


利用 Qorvo Modelithics 中的 GaN 模型进行数字原型制作


利用精确的模型和强大的仿真软件,工程师可以在数字原型制作和早期数字电路设计过程中解决问题,从而在首次开始芯片制造时就奠定了正确的基础。因此,对于使用 GaN 晶体管的高频功率放大器,设备模型应能够准确预测 PA 晶体管的非线性行为,这一点至关重要。这些行为包括电压依赖性电流源、电容、二极管模型、寄生电感以及器件整体频率依赖性电阻的表示。Modelithics 会对 Qorvo 设备进行广泛分析,以精确表示这些特性。



据 Michael 说,非线性模型在过去十年已变得越来越出色。尽管如此,MMIC 行业的非线性设备建模预计将进一步改进,特别是在解决某些 GaN 俘获问题时。


获奖工程师的建议


Michael 之所以获奖,是因为他这一生都致力于挑战极限,寻求创新方法来解决具有挑战性的设计问题,并且不接受任何不可能。 


他对该领域的新人建议:“正是那些致力于实现不可能的人推动了事情发展。所以,不要因为没有人做过就认为事情不可能。要不断挑战极限,不要停止,切勿自满。”



IEEE 微波理论和技术学会 (MTT-S)

https://mtt.org/ieee-mtt-s-2021-awards/

采访视频

https://www.microwavejournal.com/articles/35491-interview-with-michael-roberg-2021-ieee-mtt-s-outstanding-young-engineer-award

《微波杂志》

http://https//www.microwavejournal.com/articles/35491-interview-with-michael-roberg-2021-ieee-mtt-s-outstanding-young-engineer-award

TGA2962

https://cn.qorvo.com/products/p/TGA2962

TGA2239

https://cn.qorvo.com/products/p/TGA2239

Qorvo 器件模型

https://www.qorvo.com/design-hub/design-tools/simulation-model-libraries/modelithics-qorvo-gan-library

Modelithics

https://www.modelithics.com/mvp/qorvo



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