UltraEM®的Corner Sweep仿真实例
1 介绍
ultraem可以使用corner sweep来仿真工艺变化对器件结构造成的影响，具体包含三种仿真模式：montecarlo仿真、perturbation仿真与corner仿真。
monte carlo可以模拟工艺变量的随机变化做指定次数的仿真，并生成相应数量的结果文件。
perturbation仿真用线性模型来近似仿真结果与工艺变量之间的关系，适用于大多数工艺变化影响很小的情况。输出的结果文件表示工艺变化对结果数值造成的影响。
corner仿真可以直接指定corner cases，即指定工艺变量的数值来完成仿真。
2 仿真操作流程
2.1建立仿真算例
本文章用一个电感算例来说明此功能流程。
图2-1 螺旋电感三维示意图
2.1.1 新建工程
依次点击file > new > project新建工程，如下图 2‑2。
图2‑2新建工程
2.1.2 导入设计文件
依次点击 file > import > fdl 导入设计文件，如图 2‑3所示（如需该实例可以联系法动科技）。
图 2‑3导入设计文件
2.1.3查看工艺信息
点击layer> set layer data可打开层信息窗口查看工艺信息，如下图 2‑4。并且可点击view查看工艺信息的侧视图，如图 2‑5所示。本次仿真通过改变metal5的厚度来探究金属层的厚度对s、l、q、r等参数的影响。
图2‑4 查看工艺信息
图 2‑5 工艺信息侧视图
2.2monte carlo分析
monte carlo可以模拟工艺变量的随机变化做指定次数的仿真，并生成相应数量的结果文件。
在 montecarlo 分析之前，我们需要建立随机变量，它定义了一个平均值为0的高斯分布变量。
2.2.1定义随机变量
定义所有的随机变量都具有平均值为零的高斯分布，sigma 定义标准差。随机变量也有一个可选的limit，limit 限制了随机变量取值范围的大小。scaling 可以修改单个变量的变化范围，corner 用于为任何随机变量设置固定值。
在ultraem中点击edit > variable > random来打开random variables窗口，如图 2‑6所示。
命名随机变量名字为dr，定义sigma 为0.5，limit为3，scale为3，表示dr的变化范围是[-3*3*sigma,+3*3*sigma]。如果需要仿真corner cases, 还可以为dr设置一系列的corner值。corner可以直接指定随机变量的值，如下图 2‑6中为dr变量定义了两个corner：l = -1.5与h = 1.5。
图2‑6定义随机变量
2.2.2在工艺中设置随机变量
点击 layer> set layer data 打开工艺信息窗口如图 2‑8。修改metal5厚度为3+dr，代表工艺中metal5的厚度取值有随机性。
图2-7 螺旋电感侧视图
图2‑8添加随机变量
2.2.3开始monte carlo仿真
点击 solve> corner 要打开corner的弹出窗口。选择窗口左侧的monte carlo，如下图 2‑9。
图2‑9选择monte carlo分析
在选择montecarlo之后，你需要填写number of simulations和from。number of simulations表示仿真的次数，并将生成相应数量的结果文件。from表示montecarlo仿真开始时的种子顺序，默认值为1。举个例子，进行两次montecarlo仿真，第一次设置number of simulations：100和from：1，第二次设置number of simulations：100和from：101。那么，从这两个分析中获得的结果文件的总和相当于一个分析设置的number of simulations：200和from：1。
完成montecarlo设置后，单击solve > run以运行仿真。
图 2‑10 开始仿真
2.2.4查看结果
仿真完成后，单击result > model data，查看仿真结果。
图 2‑11 s参数
图 2‑12 l值
图 2‑13 q值
图 2‑14 r值
本次montecarlo仿真取了两次随机变量dr=0.51274448617和dr=-0.552997725615，上述s参数、l值、q值和r值是两次仿真得到的结果图。由结果可见，随着metal5厚度的变化，s参数和l值变化较小，但r值和q值变化较为明显。 法动科技：
成立于2017年。作为拥有硅谷及斯坦福创新基因的国际一流团队，我们专业提供射频微波电子设计自动化（eda）软件，凭借自主研发的大容量、快速三维全波电磁仿真引擎和基于人工智能技术的高效系统级仿真引擎，能够在射频微波芯片、封装、高速pcb等领域为用户提供快速准确的电磁仿真、建模及优化设计方案。
同时，我们可以为包括移动通信、物联网、5g、雷达、卫星通信系统和高速数字设计在内的产品提供高水平设计开发服务。
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ultraem可以使用corner sweep来仿真工艺变化对器件结构造成的影响，具体包含三种仿真模式：montecarlo仿真、perturbation仿真与corner仿真。
monte carlo可以模拟工艺变量的随机变化做指定次数的仿真，并生成相应数量的结果文件。
perturbation仿真用线性模型来近似仿真结果与工艺变量之间的关系，适用于大多数工艺变化影响很小的情况。输出的结果文件表示工艺变化对结果数值造成的影响。
corner仿真可以直接指定corner cases，即指定工艺变量的数值来完成仿真。
2 仿真操作流程
2.1建立仿真算例
本文章用一个电感算例来说明此功能流程。
图2-1 螺旋电感三维示意图
2.1.1 新建工程
依次点击file > new > project新建工程，如下图 2‑2。
图2‑2新建工程
2.1.2 导入设计文件
依次点击 file > import > fdl 导入设计文件，如图 2‑3所示（如需该实例可以联系法动科技）。
图 2‑3导入设计文件
2.1.3查看工艺信息
点击layer> set layer data可打开层信息窗口查看工艺信息，如下图 2‑4。并且可点击view查看工艺信息的侧视图，如图 2‑5所示。本次仿真通过改变metal5的厚度来探究金属层的厚度对s、l、q、r等参数的影响。
图2‑4 查看工艺信息
图 2‑5 工艺信息侧视图
2.2monte carlo分析
monte carlo可以模拟工艺变量的随机变化做指定次数的仿真，并生成相应数量的结果文件。
在 montecarlo 分析之前，我们需要建立随机变量，它定义了一个平均值为0的高斯分布变量。
2.2.1定义随机变量
定义所有的随机变量都具有平均值为零的高斯分布，sigma 定义标准差。随机变量也有一个可选的limit，limit 限制了随机变量取值范围的大小。scaling 可以修改单个变量的变化范围，corner 用于为任何随机变量设置固定值。
在ultraem中点击edit > variable > random来打开random variables窗口，如图 2‑6所示。
命名随机变量名字为dr，定义sigma 为0.5，limit为3，scale为3，表示dr的变化范围是[-3*3*sigma,+3*3*sigma]。如果需要仿真corner cases, 还可以为dr设置一系列的corner值。corner可以直接指定随机变量的值，如下图 2‑6中为dr变量定义了两个corner：l = -1.5与h = 1.5。
图2‑6定义随机变量
2.2.2在工艺中设置随机变量
点击 layer> set layer data 打开工艺信息窗口如图 2‑8。修改metal5厚度为3+dr，代表工艺中metal5的厚度取值有随机性。
图2-7 螺旋电感侧视图
图2‑8添加随机变量
2.2.3开始monte carlo仿真
点击 solve> corner 要打开corner的弹出窗口。选择窗口左侧的monte carlo，如下图 2‑9。
图2‑9选择monte carlo分析
在选择montecarlo之后，你需要填写number of simulations和from。number of simulations表示仿真的次数，并将生成相应数量的结果文件。from表示montecarlo仿真开始时的种子顺序，默认值为1。举个例子，进行两次montecarlo仿真，第一次设置number of simulations：100和from：1，第二次设置number of simulations：100和from：101。那么，从这两个分析中获得的结果文件的总和相当于一个分析设置的number of simulations：200和from：1。
完成montecarlo设置后，单击solve > run以运行仿真。
图 2‑10 开始仿真
2.2.4查看结果
仿真完成后，单击result > model data，查看仿真结果。
图 2‑11 s参数
图 2‑12 l值
图 2‑13 q值
图 2‑14 r值
本次montecarlo仿真取了两次随机变量dr=0.51274448617和dr=-0.552997725615，上述s参数、l值、q值和r值是两次仿真得到的结果图。由结果可见，随着metal5厚度的变化，s参数和l值变化较小，但r值和q值变化较为明显。 法动科技：
成立于2017年。作为拥有硅谷及斯坦福创新基因的国际一流团队，我们专业提供射频微波电子设计自动化（eda）软件，凭借自主研发的大容量、快速三维全波电磁仿真引擎和基于人工智能技术的高效系统级仿真引擎，能够在射频微波芯片、封装、高速pcb等领域为用户提供快速准确的电磁仿真、建模及优化设计方案。
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