Kết nối các sản phẩm và con người với mô phỏng

Những thách thức về sản phẩm công nghệ cao

Trong nhiều năm, chúng ta đã được cho là có sự cải tiến không ngừng về khả năng, hiệu năng và tính kết nối của các thiết bị điện tử ở khắp mọi nơi - từ thiết bị đeo, điện thoại di động hoặc máy tính thế hệ tiếp theo cho đến các thiết bị gia đình thông minh và trợ lý ảo biết chúng ta muốn gì trước khi chúng ta làm.

Đại dịch đã mang sự phụ thuộc của chúng ta vào công nghệ trở nên rõ ràng hơn - cả ở cấp độ cá nhân và chuyên nghiệp - khiến chúng ta biết ơn vì những trải nghiệm có được nhờ công nghệ được kết nối, dù là cuộc họp kinh doanh trực tuyến hay cuộc gọi điện video với người thân yêu.

Phía sau những hình ảnh ấy, sự phụ thuộc của chúng ta vào công nghệ để giúp chúng ta kết nối đòi hỏi các kỹ sư phải đổi mới không ngừng ở cả tốc độ và quy mô bao gồm từ silicon trong các chip cho đến các hệ thống vệ tinh quay quanh hành tinh.

Với những đổi mới này, dẫn tới mức độ phức tạp tăng theo cấp số nhân. Đặt điều này trong bối cảnh, mặc dù con số chính xác khác nhau, Statista ước tính có khoảng 25 tỷ thiết bị được kết nối trên hành tinh ngày nay (hơn ba thiết bị cho mỗi người trên hành tinh) và con số đó dự kiến ít nhất sẽ tăng gấp đôi trong thập kỷ này. Các chip mới nhất chứa hàng chục tỷ bóng bán dẫn với khoảng cách được đo bằng nanomet.

Kích thước tuyệt đối và quy mô phức tạp của thiết bị nằm ngoài khả năng hình dung và trực giác của con người, điều này đặt ra những thách thức đáng kể cho các công ty và kỹ sư trong ngành công nghệ cao.

• Làm thế nào để bạn giải quyết sự phức tạp này để phân phối những khả năng thế hệ tiếp theo?
• Làm thế nào để bạn phân phối nó nhanh hơn bao giờ hết?
• Làm thế nào để bạn đảm bảo rằng sản phẩm đáng tin cậy như những yêu cầu của thị trường?
• Và làm thế nào để bạn đáp ứng và vượt qua các cam kết về tính bền vững của mình - dù thông qua các vật liệu đã chọn hay điện năng và năng lượng được đòi hỏi?

Những thách thức về sản phẩm điện tử công nghệ cao này - đổi mới, tốc độ, độ tin cậy và tính bền vững - chỉ có thể được giải quyết bằng cách tăng cường sự khéo léo của con người với sức mạnh của mô phỏng.

Để đưa ra một số định lượng về tác động của mô phỏng, có thể mong đợi rằng:

• Ở giai đoạn đổi mới, các kịch bản lý tưởng có thể được tăng lên 40% hoặc hơn.
• Thời gian phát triển sản phẩm có thể giảm từ 20% đến 30%.
• Tổng chi phí cho mỗi đơn vị có thể được giảm hơn 10%.

Mô phỏng cũng giúp các kỹ sư khám phá các giải pháp vật liệu mới và giảm thiểu yêu cầu năng lượng ở mọi quy mô hoạt động mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc độ tin cậy.

Mô phỏng làm tăng niềm tin của tổ chức rằng sản phẩm của họ sẽ hoạt động như mong đợi trên thị trường.

Mô phỏng điện từ của một thiết kế bảng mạch in kết hợp tám gói BGA chip lật hai lớp gắn trên bảng SODIMM, được cắm vào đầu nối gắn trên bo mạch chủ.

Ba khả năng then chốt của phần mềm mô phỏng

Để đạt được những kết quả này đòi hỏi các công cụ mô phỏng phải có những khả năng then chốt. Hãy xem xét ba trong số những khả năng này.

1. Độ chính xác

Khi làm việc với các thiết bị điện tử hiện đại phức tạp, không có chỗ cho lỗi. Sự khép kín là không đủ tốt. Việc sử dụng các công cụ Ansys, NVIDIA đã có thể tối ưu hóa các liên kết nối tiếp tốc độ cao cho nhiễu xuyên âm (cross talk) và đẩy thiết kế vật lý đến giới hạn đồng thời giảm các thiểu rủi ro liên quan.

2. Đa trường vật lý

Sự phức tạp của các hệ thống điện tử hiện đại chỉ có thể được giải quyết bằng cách xem xét tích hợp điện từ và quang tử, các hiệu ứng nhiệt và cơ học. Các công cụ mô phỏng phải cung cấp khả năng này.

Qualcomm đã giúp thiết kế những chiếc điện thoại thông minh tuyệt vời bằng cách sử dụng các công cụ của Ansys trong việc tạo ra chiến lược quản lý năng lượng động học để chuyển nguồn một cách có chọn lọc đến những nơi cần thiết và giữ cho nhiệt độ giảm xuống.

Bằng cách giữ cho điện thoại thông minh mát hơn, mô phỏng sẽ kéo dài tuổi thọ hoạt động của chúng, ngay cả khi nhiều tính năng và khả năng đa nhiệm được thêm vào. Ngoài ra, Ansys cung cấp một bộ công cụ cụ thể cho phân tích phá hủy để cung cấp những dự đoán tuổi thọ một cách nhanh chóng và chính xác cho phần cứng điện tử.

3. Khả năng tương tác

Các hệ thống trao đổi thông tin như công cụ mô phỏng nhu cầu 5G có thể tương tác với nhau trên các quy mô từ silicon đến vệ tinh. Với việc mua lại AGI gần đây, Ansys hiện là hãng duy nhất cung cấp khả năng dựa trên mô phỏng này.

Bạn có thể tìm hiểu thêm về giải pháp toàn diện của chúng tôi đối với những thách thức của truyền thông 5G bằng cách đọc ebook của chúng tôi.

Mô phỏng dạng chùm tia, dòng điện bề mặt và trường điện từ của một ăng-ten mảng pha 5G bao gồm cả mái chi máy rađa. Mảng này bao gồm bốn mảng con 8x8, trong đó chùm của mỗi bảng được điều khiển riêng lẻ và đồng thời.

Vì vậy, trong cuộc hội thảo trực tuyến tiếp theo của bạn, cho dù vì công việc hay giải trí, tất cả chúng ta hãy dành một chút thời gian để cảm ơn các kỹ sư hậu trường đang sử dụng mô phỏng để nhanh chóng mang đến sự đổi mới và độ tin cậy mà tất cả chúng ta cần để duy trì kết nối trong những thời điểm khó khăn này.