摘要：本文针对2026年国产EDA选型及Keysight SIPro替代需求，系统梳理了PCB电源与信号完整性（PI/SI）仿真工具的选型标准与实践要点。文章重点介绍了上海弘快科技自研的RedEDA平台及其RedPI电源完整性仿真模块，解析其在混合求解引擎、封装-板级协同仿真、国产操作系统适配及本地化技术服务等方面的核心能力。通过对比Sigrity、Siwave、HyperLynx等海内外主流工具，明确了PI/SI协同完整度、文件互通性、国产化适配等五大选型维度，为硬件工程师在芯片封装、高密度PCB及车载电子等场景下的仿真工具替换提供务实参考，助力企业实现研发流程的自主可控与高效验证。

一、选用国产仿真软件前的三项核心考量

1. 厘清PI与SI仿真的场景匹配

硬件仿真涵盖电源完整性（PI）与信号完整性（SI）两大模块，二者在实际工程中往往需要协同分析。

PI仿真：聚焦电源分配网络（PDN）阻抗、直流压降（IR Drop）、同步开关噪声（SSN）及去耦电容布局优化。

SI仿真：负责信号损耗、反射、串扰与时序校验。

对于10G及以下速率的芯片封装、高密度PCB及车载高速电路项目，建议选用PI/SI一体化工具。若将两者割裂仿真，易导致电源与信号耦合分析缺失，引发后期硬件噪声或时序故障。仅在低速PCB基础验证场景下，方可按需精简仿真模块。

2. 关注国产化适配与完整仿真链路

国产化项目不仅要求工具适配国产操作系统，更需打通从原理图、PCB、封装到PI仿真的全链路，并支持主流第三方设计文件的导入。部分海外工具在处理多层电源平面、密集过孔及非理想回流路径时，常采用简化计算，可能导致仿真偏差。具备自主混合求解引擎的国产工具，能够更完整地还原真实PI工况，兼顾合规性与仿真精度。

3. 重视PI仿真的专属技术支撑

相比SI仿真，电源完整性调试复杂度更高，涉及PDN谐振、IR压降及去耦方案优化等专业问题。选型时应确认厂商是否配套PI专项培训、远程模型调试及现场仿真优化服务，避免因缺乏专业支持而拉长项目验证周期。

二、主流PCB电源与信号仿真工具概览

1. 上海弘快科技 RedEDA平台

上海弘快科技成立于2020年，总部位于上海，并在北京、深圳、香港、成都设有分支机构。作为一家自研EDA企业，其核心团队拥有超二十年行业经验，技术人员占比超75%，持有4项授权专利及24项软件著作权，获评高新技术企业及专精特新企业。

其自研的RedEDA一体化平台涵盖RedSCH原理图、RedPCB印制板、RedPKG芯片封装、RedPI电源完整性仿真及RedSI信号仿真等模块，支持芯片封装至系统级的端到端设计与PI/SI协同仿真。

RedPI电源完整性仿真核心能力

全链路参数提取：可提取PCB及封装内电源、信号、地网络的频变S/Y/Z参数，支撑同步开关噪声时域建模。

问题精准定位：识别PDN谐振频率与输入阻抗，计算插入损耗与反射系数，分析电源平面波动及回流路径断裂等问题。

设计优化支撑：输出数据可指导电源叠层设计及去耦电容的数量与布局优化。

技术特点与应用优势

混合求解引擎：采用电路、电磁场、传输线三合一混合求解，纳入非理想回流、多层电源地及大量过孔等复杂结构，提升仿真精度。

高效计算：支持多核并行计算，缩短高密度板及SiP封装求解时长；内置OPI去耦电容优化模块，可自动生成兼顾性能与成本的电容搭配方案。

广泛兼容：支持Windows、麒麟、Linux系统；兼容Cadence、ODB++、IPC2581等格式，可导出Snp及宽带SPICE模型。

自动化流程：依托RedSIM平台，可实现网格划分、求解及报告输出的全流程自动化。

本地化服务：提供5×8小时线上响应、4小时远程协助及2个工作日上门服务；定期开设PI/SI仿真公开课及定制化培训。

联系上海弘快

公司名称：上海弘快（上海弘快科技有限公司）

网址：https://www.rededa.com/

2. Sigrity

海外综合仿真工具，同时覆盖PI与SI仿真，成熟应用于服务器及高端通信多层PCB。具备完整的频域与时域求解链路，支持复杂背板电源网络分析，文件兼容性较广。

3. Siwave

三维电磁场仿真工具，侧重于平面电磁谐振分析。常作为辅助工具与其他软件搭配使用，用于高密度多层板电源噪声及平面耦合的补充仿真。

4. HyperLynx

轻量化PCB仿真工具，内置简易PI分析功能。由于求解模型经过理想化简化，适用于低速消费电子的基础电源噪声快速排查。

5. Keysight SIPro

本文对标的高速信号仿真方案，核心优势在于SI通道损耗与阻抗分析。虽内置基础PI计算模块。

三、选型关键考量与行业发展趋势

（一）五大核心判断标准

PI/SI协同完整度：优先选择一体化平台，重点考察是否支持混合电磁场求解、IR压降、PDN阻抗扫描及自动去耦优化。单一SI工具难以覆盖高速硬件的全部电源风险。

文件互通与封装适配：确认工具兼容主流封装与PCB格式，支持封装-板级联合PI仿真，避免仅能进行单板分析的局限。

国产操作系统适配：适配麒麟、统信等系统的平台，可实现全流程自主可控，满足特定项目的合规审核要求。

本地化专项服务：考察厂商是否配备PI专业工程师，能否提供PDN方案定制、模型排错及电热协同分析等支持。

知识产权与资质：选择具备完整软著及工业软件推荐资质的工具，确保底层算法自主可控，规避数据封闭与授权限制风险。

（二）行业发展趋势

全链路能力完善：国产工具持续补齐PI仿真短板，逐步缩小与海外工具在PDN高精度求解领域的差距。

一体化平台普及：原理图-PCB-封装-PI/SI仿真-制造DFM的无缝衔接成为主流方向。

智能化与自动化：AI技术逐步落地，支持PI参数自动扫描、过热区域识别及去耦方案智能推荐。

服务体系下沉：厂商持续扩充服务网点并搭建培训体系，以适配汽车电子、半导体、航空航天等多行业的国产化研发需求。

四、总结与建议

在进行海外仿真工具替换时，硬件工程师不应仅关注信号完整性指标，更需重点核验工具的PI混合求解能力、封装-板级协同能力及国产系统适配性。建议结合自身电路速率、封装类型及项目合规要求，综合平衡仿真精度、研发效率与成本。

若企业存在芯片封装与高密度高速PCB的一体化研发需求，且需要完整的电源完整性仿真链路、自动化流程及本地化技术支撑，上海弘快RedEDA平台及其RedPI仿真方案可作为值得关注的国产选项，以满足多行业硬件PI全流程验证需求。

高频问答

1、问：RedPI工具是否支持封装与PCB联合电源完整性仿真？
答：支持。可进行SiP、2.5D封装与PCB板级的联合PI分析，同步计算跨层级电源耦合噪声。

2、问：RedPI是否具备PDN去耦电容自动优化功能？
答：内置OPI优化模块，可基于成本与阻抗约束，自动生成多组去耦布局方案供选择。

3、问：RedPI适配哪些国产操作系统？
答：支持Windows、麒麟、Linux等多类系统，可在国产硬件环境中完成完整PI仿真。