因應5G設計需求 Cadence收購Integrand與AWR強化RF佈局
Cadence宣布收購AWR和Integrand兩家公司，並將持續強化技術組合，協助客戶實現高品質的設計，共同迎接5G新世代商機…
為了進一步加速5G無線通訊的創新，Cadence已於日前宣布對AWR和Integrand兩家公司的收購。這是Cadence近來致力於推動「智慧系統設計」策略的另一項重要進展。
透過納入兩家公司獨特的RF設計解決方案，不僅能與我們的既有產品互補，更使Cadence建構了市場上最完善的產品組合，能充分滿足新一代5G無線電、汽車雷達，以及其他RF產品的設計需求。
讓我們來瞭解AWR和Integrand的背景與技術，以及與Cadence結合帶來的綜效。
AWR概述
AWR是由休斯(Hughes)公司的微波工程師 Joe Pekarek於1994年成立的。他之所以成立AWR (Applied Wave Research)，是因為對當時市場上的RF設計軟體感到不滿意，後來便自行開發一個早期版本，並與同事共同成立了這家公司。
簡單來說，AWR的工具是用來設計通訊系統(無線電和雷達)使用的前端電子元件。這些元件大多是採用GaAs和GaN等三五族材料的MMIC，以及RF/混合訊號PCB和多晶片模組(MCM)等。
AWR產品組合
AWR的各項產品都可在AWR Design Environment平台上運作。它與矽晶IC設計工具(特別是數位晶片)非常不一樣，因為RF設計需要很多的互動工作，涉及專用的模型與分析，而且電晶體數量少(僅1~100個)，受佈局的影響很大。
在AWR的多項產品中，Microwave Office為其旗艦產品，這是一款RF電路模擬器，可用來開發功率放大器、低雜訊放大器、濾波器、混頻器等前端元件。由於具備直覺式使用者介面、整合的原理圖擷取/佈局功能，並導入創新的設計輔助工具，因而在市場上獲得廣泛的採用。
隨著公司的成長，AWR於2011年被NI (國家儀器)收購，作為NI拓展RF/無線設計市場策略的一部分。到2018年，NI與Cadence展開策略合作，試圖為快速演進的5G通訊、IoT、航太等產業的晶片設計建立完整的開發與測試流程。第一項合作計畫便是把AWR的AXIEM軟體整合到Virtuoso RF環境中，也為此收購案的形成奠定了基礎。
AXIEM是一款矩量法(MoM)、3D平面電磁分析工具，可用來特徵化(S參數)被動結構和RF互連，現已整合到Microwave Office及Virtuoso RF之中。
此外，AWR還有另一項工具稱為VSS (Visual System Simulator)，可根據RF和DSP模塊的行為模型來支援通訊/雷達的系統級開發，例如可用來測試5G訊號裝置。其他的專用工具還有 AntSyn，用於天線的合成與最佳化、5G/雷達庫等。
AWR既有的客戶群涵蓋航太、國防、通訊設備等產業。加入Cadence行列之後，將能夠進一步擴展其市場範圍，到更廣泛的系統業者。而就產品互補來看，AWR將幫助填補、建立和整合Cadence的RF /微波設計的產品組合，提供更全面的RF設計解決方案。
Integrand概述
Integrand至今已成立17年，所有的工程師與創辦人都是來自貝爾實驗室。雖然公司過去很少公開曝光，但因有許多的成功案例，在市場上享有不錯的聲譽。
Integrand專注於開發RF與高頻設計用的電磁(EM)分析工具，產品名為EMX (Electro Magnetic eXtraction)。事實上，Integrand已加入Cadence Connections計畫多年，其產品也已整合在Virtuoso環境中了。
在此要特別說明的是，Cadence已於去年推出支援EM分析的Clarity 3D Solver，但為何還需要收購Integrand的EMX呢？兩者的差別是，Clarity是一套真正的3D解決方案，基於有限元素分析法(FEM)，可支援從封裝、電路板、連接器、佈線等完整的3D電磁分析。
然而，在晶片層級，堆疊與互連金屬繞線大多是XY方向，並利用垂直導孔連接到另一層的繞線。EMX可為流過這些繞線的電流建模，它將其稱為「平面3D」。相較於利用有限元素法的傳統2.5D求解器，EMX是採用積分方程式，或矩量法(MoM)來計算，能得到更高準確度的結果。
EMX採用的演算法稱為快速多極法(Fast Multipole Method，FMM)，能高效地解出Maxwell方程式導出的大量矩陣，也能處理金屬堆疊中的電感、屏蔽、電容等。Integrand已有廣泛的客戶基礎，除了無線電之外，也有許多伺服器、記憶體業者採用。因為許多客戶是用EMX來設計微波範圍的高效能晶片，並不一定是RF晶片。
所以，我們可以總結說，EMX提供了求解Maxwell方程式的最佳準確度，而且透過其FMM演算法，可實現快速的EM模擬。而在易用性方面，除了已整合在Cadence工具中，使用者亦可用指令行的方式執行。
在把AWR與Integrand納入旗下後，現在Cadence已為5G通訊建構了更完整的解決方案，相關產品包括：Virtuoso RF、Spectre RF、Clarity 3D Solver、Sigrity、AWR Microwave Office/AXIEM，以及Integrand EMX。
在RF的世界中，實體設計至關重要，不僅需掌握RF/微波元件的細節，元件間的互動、鄰近區域的走線與導體表面也都需要納入考量。雖然設計RF元件，並達到第一次設計就成功，不是件簡單的事，但憑藉著Cadence的完備技術方案，我們相信，這是可以做到的！同時，Cadence也將持續強化技術組合，追求設計卓越，協助客戶實現高品質的設計結果，以迎接5G新世代商機！
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