，2025年9月11日至12日，Ansys在苏州太湖之滨成功举办了年度全球仿真大会（中国站），主题为“赋能创新者，推动人类进步（Empowering Innovators to Drive Human Advancement）”，汇聚行业智慧。Ansys仿真平台广泛应用于全球各行业的工程仿真与产品开发。自2025年7月17日新思科技（Synopsys）完成对Ansys的收购后，双方的强强联合有力推动了仿真与电子设计自动化（EDA）的深度融合。
9月11日大会第一天的盛况与光纤在线刘博的观点，请访问相关报道
这是工程师的盛会——Ansys 2025全球仿真大会第一天
9月12日上午的技术分会场，涵盖结构、高频/低频电子设计、流体力学、数字化智能与安全等多个细分方向。其中，光子集成芯片领域的蓬勃发展，使得聚焦于芯片-封装-系统（Chip-Package-System，简称CPS）领域的多物理场仿真专场备受关注。
CPS多物理场协同仿真是基于芯片设计的系统工程，热、电、光、力等多物理场紧密相关、相互耦合、相互作用。正如Ansys半导体产品技术总监Teongming Cheah在开场演讲中指出，电芯片、光芯片和光电集成芯片设计离不开对电迁移与电压降（EMIR）、热（Thermal）、应力（Stress）、信号和电源完整性（SIPI）以及光学（Optics）这五大核心物理场的研究分析。由于复杂的耦合效应，如应力导致晶体管性能劣化、温度影响金属导电率等，这些物理场构成了闭环的相互作用网络。因此，只有通过芯片-封装-系统协同仿真，才能确保芯片设计的可靠性、性能及良率。
专题分会中，除了由Ansys资深项目经理分享共封装光学（CPO）下面临的硅光子设计与3D异构集成挑战，还邀请了来自上海交通大学、中兴微电子、NPX等机构的一线学者与企业专家，就仿真实践与创新案例进行深入交流。
上海交通大学周林杰教授团队展示了其在FMCW硅基集成激光器方面的最新研究成果。该团队采用铌酸锂-磷化铟-氮化硅多材料混合集成方案，实现了扫频速率约35PHz/s、体素率达230MHz的高性能激光器，显著提升了激光雷达探测速度。
在多材料混合集成的FMCW激光器设计中，铌酸锂材料的高速电光调制特性实现了快速线性扫频；基于半导体III-V族材料，通过增益啁啾技术设计出高功率、宽调谐范围的有源增益芯片；氮化硅无源外腔反馈芯片由可调滤波器和部分反射器组成，与增益芯片共同构建出窄线宽和低噪声的外腔激光器。在实现该系统的过程中，团队广泛使用了Ansys Lumerical系列工具进行多物理场协同仿真，具体包括：
优化耦合器设计，提升耦合效率：在铌酸锂芯片的锥型耦合器设计中，通过 Lumerica/Mode 仿真，确定了最佳端面波导宽度，实现了与有源增益芯片模场宽度的良好匹配，耦合效率高达 73.5%。同样，氮化硅芯片内的两级倒锥型波导模斑转换器（SSC）经过仿真优化后，耦合效率可达 86%。
权衡损耗与效率，优化电光移相器：铌酸锂芯片电光移相器的仿真设计，重点在于平衡损耗与调制效率。通过系统仿真，优化了铌酸锂波导与铝电极之间的间隙距离，以实现低传输损耗和高效调制的最佳平衡。仿真结果显示，当间隙为 1.5um 时，模场重叠率接近零，吸收损耗可忽略不计。
精准调控热光移相器：氮化硅芯片中的热光移相器通过放置在波导上的金属加热器工作，波导与加热器的布局和功率对移相效果至关重要。在仿真过程中，精确调整金属加热器与波导的距离、加热器尺寸及输入功率，以实现快速稳定的热光调谐。经过多次仿真迭代，确定了最佳加热器参数组合，使热光移相器在低功耗下实现高效波长调谐。仿真结果显示，当波导与加热器间距减至1.7微米、下包层厚度降至4微米时，可获得87%的最佳限制因子，确保波导高效传输。
拓展滤波器波长范围：两级级联微环游标滤波器结构能够扩展滤波器的波长范围。通过使用 Lumerica/Interconnect 对微环尺寸和相位调节进行仿真，研究其对滤波效果的影响。此外，利用 Lumerica/FDTD 工具，在硅和氮化硅双层波导平台上，对高 Q 值谐振微环和低损耗氮化硅波导进行仿真，并通过热调制改变氮化硅的有效折射率，使 MRR1 的谐振峰与不同 MRR2 的谐振峰对齐。
光、电联合仿真，提升测距性能：在FMCW测距应用中，发射激光的调频非线性会导致接收端拍频频谱展宽，增加测距模糊度。通过采用光电锁相环实时校准，将拍频信号与参考信号混频生成误差信号，经过低通环路滤波器反馈至驱动电压，从而提高调频线性度并抑制频率噪声。整个锁相环设计需要进行光、电联合仿真。
兼顾多方面因素的系统仿真：FMCW 测距技术利用光频率梳技术（结合幅度调制和相位调制），生成 N 个不同波长的激光并实现并行输出。这些激光经过准直器和光栅处理后发射到远端目标，反射回来的多波长光信号通过环形器和 WDM 滤波器进行波长分离，然后分别进行拍频处理以获取距离信息。整个系统包括集成光电器件和空间光学元件，仿真过程需考虑不同尺寸的应用环境。
此次 Ansys 全球仿真大会（中国站）的多物理场仿真专场，为产学研各界提供了交流平台，汇聚前沿技术与创新实践，有力推动了光子集成芯片领域多物理场仿真技术的发展与应用，助力芯片设计行业迈向新高度，为相关产业的创新发展注入强大动力，有望在未来催生更多高性能、高可靠性的芯片产品，满足不断增长的市场需求。
