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SmartSpice:适用于现有 SPICE 网表的并行电路仿真器

为模拟、混合信号、存储器和定制数字电路提供完整 SPICE 精度。兼容 HSPICE® 和 Spectre®,使您已信赖的输入文件和晶圆代工厂模型可原样迁移。

SmartSpice 的功能

SmartSpice 是 Silvaco 面向晶体管级电路设计的并行 SPICE 仿真器。为 HSPICE 或 Spectre 编写的 SPICE 网表可直接读取,旧有 PSPICE 和 Berkeley SPICE 文件也可使用。如果一种方法无法使电路收敛,SmartSpice 会检查初始条件,并转用其他求解器和步进算法,全程保持精度。

功能

仿真引擎

SmartSpice 在运行过程中选择求解器、步进算法和计算方法,而非事先固定。容量可超过 800 万个有源器件。

可在单机上多线程运行,或分布至网络中的多个 CPU。对于大型瞬态仿真,HPP 模式可将电路划分为多个分区,跨核心并行求解,适用于版图前或版图后分析。

优化

设置目标后,让 SmartSpice 调整参数。性能指标优化可调节翻转阈值、延迟、电流限制、上升和下降时间,以及 .MEASURE 语句可计算的其他指标。可同时优化多个目标。

函数曲线优化针对整条曲线,将 DC、AC 或瞬态结果拟合至 TCAD 仿真或测量得到的目标。无论稳态、频域还是时域,分析类型都不构成限制。您可通过交互显示查看优化进度。

Verilog-A

所需模型尚不存在时,可自行编写。SmartSpice 涵盖 Verilog-AMS 2.3.1 的全部模拟功能,并可在仿真器内调试模型。小信号和噪声源支持高斯、指数、泊松、卡方、Student’s T 和 Erlang 分布。模拟运算符涵盖时间积分、导数、偏导数,以及 transition、slew、Laplace 和 Z 变换。

可使用行为模型自顶向下验证 PLL、VCO 或数据转换器架构,再在晶体管实现后自底向上验证各模块。混合信号设计中的数字模块,包括 sigma-delta 转换器中的数字模块,也可采用同样方式编写。完成的模型可编译并加密,向客户交付时无需提供源代码。

Rubberband

调整一个或多个模型参数或器件实例参数,即可立即观察电路响应。可从 SmartSpice 或 Gateway 原理图运行。

首次尺寸调整成为交互过程,无需排队反复运行。配置可以保存,使下一个模块从当前进度继续。了解更多 Circuit Rubberband 信息

在设计流程中的位置

接收输入

输入 SPICE 网表和模型集。网表可来自 Gateway 原理图、现有输入文件或版图后提取。模型可来自晶圆代工厂 PDK 或自行测量的器件。Silvaco 还提供经过校准的 TFT、OTFT、SOI、HBT、FRAM 和 FinFET 模型。

Gateway:生成网表的原理图编辑器

Utmost IV:从实测器件中提取 SPICE 模型

输出至

输出波形,并提供反馈途径。SmartView 可打开结果进行查看、测量和分析。Gateway 则反向驱动:从原理图进行 rubberband 调节,使修改的数值立即反映在结果中。

SmartView:波形查看与分析

Gateway  驱动 rubberband 调节的原理图编辑器

使用 Cadence?SmartSpice 可在 ADE 环境中以 Spectre 兼容模式运行。

应用

模拟与混合信号电路设计

高精度模拟与混合信号模块、存储器、定制数字电路,以及平板显示器中的 TFT 像素和驱动电路。

特征化与优化

对单元库进行特征化,并调整器件和电路参数,直至仿真曲线与测量或 TCAD 得到的曲线匹配。

行为模型与宏模型开发

使用 Verilog-A 编写紧凑器件模型和电路宏模型,在仿真器中调试,并编译以供分发。

结果、笔记与简介

十大半导体公司中有六家使用 Silvaco EDA。以下详细展示 SmartSpice 的实际应用,所有内容均无需填写表单即可访问。

客户案例研究

2018 年 8 月

基于 SmartSpice 的低功耗存储器编译器特征化

Mobile Semiconductor 需要 56,000 次 SPICE 运行,才能完成其存储器编译器在 22nm 节点上的特征化。从旧有仿真器流程切换至 SmartSpice 和 SmartView 后,团队报告特征化时间改善了 50%。

应用说明 · PDF

2025 年 7 月

SmartSpice HPP:兼具 SPICE 精度的高性能并行仿真

在 Silvaco 自身测试中,基于分区的 HPP 模式比标准 SmartSpice 最高快 40x,最大延迟误差约为 2%。一次仿真的耗时从约 90 小时降至 2.2 小时。

产品简介 · PDF

2022 年 8 月

SmartSpice 电路仿真器

数据手册介绍收敛和分析选项、优化器、HSPICE 与 Spectre 兼容性,并按系列列出所有支持的器件模型。

访谈 · 视频

2018 年 8 月

我为何依赖 SmartSpice

模拟设计师 Martin Mallinson 的音频电路已用于数百万部智能手机。他介绍 SmartSpice 带来的交互性、速度和精度。

网络研讨会

2025 年 7 月

SmartSpice 2021:基线版本的十大新功能

性能与内存、新界面、SmartSpice RF、Pro 和 Server、Spectre 兼容模式、并行 .ALTER,以及蒙特卡洛外部采样。

应用说明 · PDF

2018 年 8 月

使用局部与全局优化进行 SmartSpice 电路设计

目标与参数边界、性能指标优化与函数优化的比较,以及何时选择局部或全局方法。

应用说明 · PDF

2025 年 7 月

VA-Debugger 简介

介绍如何在 SmartSpice 内启动 Verilog-A 调试器并设置断点,包括条件断点。

网络研讨会

2022 年 8 月

了解基于 SmartSpice 的先进 TFT 平板显示设计

使用 SmartSpice 进行 TFT 平板显示电路设计的录播内容,可按需观看。

让我们的工程师评估您的电路

请发送无法收敛的输入文件、耗时过长的工艺角运行,或需要
使用 Verilog-A 编写的模型。应用工程师将与您一起在 SmartSpice 中运行,并明确说明
它的适用情况。 

SmartSpice 常见问题

什么是 SmartSpice?

它是 Silvaco AI 驱动设计产品线中的并行 SPICE 电路仿真器,面向晶体管级模拟与混合信号工作,以及存储器和定制数字设计。可直接加载 HSPICE 和 Spectre 输入文件及其模型。可在单机上多线程运行,也可分布至网络 CPU,单个电路可包含超过 800 万个有源器件。

SmartSpice 是通用仿真器,提供 DC、AC 和瞬态分析、内置优化、Verilog-A 及 rubberband 调节。SmartSpice Pro 是 Silvaco 面向数百万元件 SRAM 和 TFT 显示电路的 FastSPICE 仿真器。它对电路分区,采用多速率事件驱动仿真,仅运行直流工作点和瞬态分析。

支持 HSPICE 或 Spectre 格式的晶圆代工厂模型,以及 HSPICE、Spectre、PSPICE 和 Berkeley SPICE 的 SPICE 网表格式。内置器件模型涵盖 MOSFET、SOI、TFT、MESFET、JFET 和二极管系列,包括 BSIM3、BSIM4、BSIM6、面向 FinFET 的 BSIM-CMG、PSP 和 HiSIM 等。未内置的模型可通过 Verilog-A 导入。

即实时电路调节。调整任意组合的模型参数和器件实例参数,响应会立即重新绘制,无需等待重新运行。可从 SmartSpice 界面或 Gateway 原理图启动,再保存配置以供下一个电路复用。

可以。加载台架测量或 TCAD 生成的目标曲线后,函数曲线优化会调整电路和模型参数,直至仿真的 DC、AC 或瞬态响应与其匹配。如果按规格优化,性能指标优化可同时针对延迟、电流等多个数值。

支持。SmartSpice 完整实现 Verilog-AMS 2.3.1 的模拟部分。其内置调试器可在仿真运行时于模型源代码中设置断点,包括条件断点。经过编译和加密的模型可在共享时保护专有紧凑模型和模拟 IP。

SmartSpice Pro

面向 SRAM 和 TFT 显示的 FastSPICE

SmartView

波形查看与分析

SmartSpice RadHard

单粒子效应与剂量率

InVar

IR 压降与热分析

Circuit Rubberband

SmartSpice 内置的实时调节功能