仿真驱动电子设计解决方案

数字经济时代，电子产品向高集成、高性能、高可靠、小型化加速演进，5G 通信、新能源汽车、工业控制、消费电子等领域对研发效率、产品质量与创新能力提出更高要求。传统依赖物理样机反复迭代的开发模式，周期长、成本高、风险大，难以适配行业快速迭代需求。仿真驱动电子设计已成为行业共识，通过多物理场仿真、虚拟试验与物理测试深度融合，在设计早期完成性能验证、问题定位、方案优化，实现从 “经验驱动” 向 “数据与仿真驱动” 转型。

行业痛点与挑战

电子设备和技术改变了我们沟通、工作、娱乐和周游世界的方式。随着技术的进步、用户期望的不断变化和对效率的孜孜追求，电子领域的设计日益复杂，挑战也随之而来。

• 设计复杂度激增，多物理场耦合问题突出：高功率、高密度集成导致热、结构、电磁、流体等多物理场耦合效应显著，传统方法难以提前预判温升、应力、电磁干扰等问题，后期返工成本极高。
• 研发周期压缩，物理样机迭代效率低：市场竞争加剧导致产品迭代周期大幅缩短，物理试制与测试占用大量时间，难以快速响应上市需求。
• 性能与可靠性要求严苛，验证不充分：半导体、汽车电子、航空航天等对热可靠性、寿命、安全性要求严苛，稳态测试精度不足，无法完整还原热瞬态行为，模型精度难以保障。
• 流程自动化程度低，协同与复用能力弱：仿真前处理、网格、后处理效率低；跨工具、跨平台数据流转不畅，模型难以复用，自动化与批量处理能力不足。

西门子仿真驱动电子设计解决方案

利用测试和仿真工具分析热行为、流体动力学、结构力学和电磁学对电子系统性能的影响。集成数据分析以增强设计能力，确保开发的可靠性和可持续性。利用电子工程软件来提高生产效率并促进创新。

全链路多物理场仿真能力

西门子 Simcenter FLOEFD 作为CAD 嵌入式 CFD 仿真工具，以强大的多物理场耦合能力，覆盖电子设计从器件、PCB 到系统的全流程热仿真与结构分析需求，精准解决复杂设计瓶颈。企业可在开发早期就对产品性能进行全面验证，提前识别潜在的热失效、电磁干扰、结构疲劳等问题，避免后期物理样机返工，从根源上提升设计可靠性。

虚拟与物理试验融合

西门子 Simcenter T3STER 热瞬态测试仪，将高精度物理测试与虚拟仿真模型校准深度融合，构建 “测试 - 建模 - 仿真 - 优化” 闭环，全面提升验证效率与模型精度。在虚拟环境中完成设计迭代与性能优化，再通过物理测试校准仿真模型，大幅减少物理样机数量，缩短验证周期，同时提升测试结果的准确性与全面性，确保产品在实际工况下的稳定运行。

自动化与智能化工作流

Simcenter 提供EFDAPI 标准化接口，覆盖全功能参数调用，支持流程自动化定制；支持无 CAD 批量后处理，通过命令行在远程服务器执行导出与计算，无需打开客户端即可批量生成报告与数据。结合 HEEDS 智能优化，可实现多参数、多目标自动寻优，大幅提升研发效率。

基于模型的系统工程（MBSE）

以统一数字平台实现电路、热、结构、电磁数据互通，支持多学科协同设计与权衡分析，构建系统级数字孪生，避免数据孤岛，提升整体设计质量。

全流程数据集成与协同

支持 SCD5 格式将 FLOEFD 温度场、压力场导入 Simcenter 3D 进行热 - 结构应力分析；支持 JT 格式导出，适配 Teamcenter 协同平台，实现仿真数据、结果、流程的统一管理与追溯。

应用场景和价值分析

在电子产品开发流程中，仿真与测试协同应用能带来显著优势。从设计初期便通过仿真开展性能验证与方案探索，既能提前验证设计可行性，也能有效降低研发风险；通过减少后期工程变更，大幅压缩迭代时间、节约开发成本，同时释放宝贵的工程资源，让团队从被动“救火”转向主动创新，聚焦下一阶段产品研发。而开发过程中的实测数据，又可持续校准仿真模型，提升仿真精度与可信度。二者相辅相成，使仿真成为现代电子工程师研发高性能、高可靠性创新电子产品与系统的核心必备工具：

• 半导体封装与器件：利用 FLOEFD 快速生成高精度封装模型，结合 T3STER 瞬态测试与结构函数分析，完成热模型校准，提升封装热设计与可靠性。
• PCB 与硬件开发：回流焊工艺仿真、智能 PCB 热建模、热区精细化分析，解决高密度 PCB 温升、热点、散热不均问题。
• 消费电子：手机、笔电、穿戴设备热设计、结构强度、散热方案优化，缩短研发周期，提升用户体验。
• 汽车电子与功率电子：IGBT、MCU、车载电源、电池包的热 - 结构耦合仿真与瞬态热测试，满足车规高可靠要求。
• 工业与航空航天电子：极端环境下热管理、可靠性验证、虚拟试验替代部分物理测试，降低成本、保障安全。

通过虚拟仿真替代多轮物理样机试制，配合流程自动化与高速网格技术，可将研发迭代时间缩短50%以上，有效缩短研发周期；同时减少试制、测试与返工成本，提前规避热失效、结构破坏等潜在风险，显著降低整体开发成本。借助多物理场耦合分析与T3STER高精度瞬态测试校准，能够从源头消除失效隐患，大幅提升产品可靠性，且实测数据可将仿真模型精度提升至99%以上，为设计决策提供坚实可信依据。结合API自动化、批量后处理及MBSE协同设计，进一步实现研发流程智能化，提升设计标准化水平与模型、数据复用能力，全面赋能电子产品高效研发。

仿真驱动电子设计是电子产业数字化转型的核心引擎。西门子 Simcenter 仿真驱动电子设计的解决方案，融合虚拟与物理、算法与硬件、自动化与系统工程，为企业提供从芯片到系统的全链路解决方案。在日益激烈的市场竞争中，帮助企业更快推出更高性能、更高可靠性的电子产品，实现创新突破与高质量发展。

今宏科技作为西门子工业软件铂金合作伙伴，拥有专业的技术服务团队与丰富的行业落地经验，可为电子企业提供 Simcenter 解决方案的部署、定制化开发、技术培训、项目实施等全流程服务，助力企业快速落地仿真驱动设计体系，释放数字化创新潜能，共创电子产业发展新未来。