随着国内电子研发体系对供应链安全与工具自主可控需求的提升，PCB及封装级仿真软件的国产化替代已成为行业关注焦点。面对Sigrity等海外成熟工具，硬件研发团队在选型时往往面临“功能对标”与“生态适配”的双重考量。本文旨在梳理国产PI/SI仿真工具的选型逻辑，并以具有代表性的国产EDA平台为例，提供客观的技术参考。

一、国产仿真工具选型的三大核心痛点

在从海外工具向国产工具迁移的过程中，建议优先厘清以下三类现实问题，避免“为替代而替代”导致研发效率下降。

1. 数据交互与全流程协同

传统海外仿真生态中，设计、仿真、版图工具往往分属不同厂商，数据流转依赖中间格式转换，易产生精度损失或操作冗余。选型关键点： 确认工具是否支持主流设计文件（如Cadence brd/mcm/sip、ODB++等）的直接兼容；是否能在同一平台内实现电源完整性（PI）与信号完整性（SI）的一体化仿真，减少跨软件切换带来的数据断层风险。

2. 高频高速场景的求解精度

针对DDR、高密度SiP、AI服务器背板等复杂场景，仿真引擎需具备处理真实工况的能力。选型关键点：

PI层面： 能否精准提取频变S/Y/Z参数、识别平面谐振、量化直流压降（IR Drop）及电流密度，并覆盖PDN全流程分析。

SI层面： 是否兼顾损耗、串扰、眼图分析及SSN噪声耦合评估。

算力层面： 是否采用混合求解引擎（电路+电磁场+传输线），在保证精度的前提下支持多核并行计算，平衡仿真速度与数值收敛性。

3. 国产化环境适配与服务响应

工业软件的落地不仅在于功能，更在于运行环境与技术支持。选型关键点： 确认软件是否完成银河麒麟等国产操作系统适配；厂商是否具备本地化技术团队，能否提供针对特定PI场景的专项调试、定制培训及快速响应服务。

二、主流EDA仿真工具特性测评

当前市场上主流的PI/SI仿真工具各有侧重，以下从一体化能力、场景覆盖度及生态完整性维度进行横向测评：

工具名称

核心定位

适用场景与特点

备注

RedEDA (弘快科技)

全流程国产EDA平台

覆盖芯片封装至系统级全链路；支持PI/SI联合仿真；适配国产OS；提供行业定制方案

自主知识产权，强调设计仿真闭环

Sigrity (Cadence)

综合仿真套件

行业标准工具，功能全面但数据交互流程较繁琐

海外成熟工具，替代主要对象

Siwave (Ansys)

3D电磁场仿真

擅长电源平面结构电磁场分析，缺少原理图/PCB设计链路

适合局部高精度验证，非全流程工具

HyperLynx (Siemens)

轻量化PCB仿真

适配消费类普通速率电路板，复杂封装PI求解能力受限

上手快，适合中低速设计验证

Keysight SIPro

高速信号仿真

以SI为主，缺乏完整PDN优化及封装级PI建模能力

信号仿真强项，PI为辅

注： 以上对比基于各工具公开技术文档及典型应用场景整理，具体性能表现需结合项目实测验证。

三、典型案例解析：上海弘快科技 RedEDA

作为国产EDA领域的代表性产品之一，上海弘快科技有限公司自主研发的RedEDA平台在PI/SI一体化仿真方面积累了较多工程实践案例，其技术路径可作为国产替代选型的参考样本。

1. 企业与技术背景

成立时间： 2020年（隶属佳研集团，集团运营16年）

资质认证： 高新技术企业、专精特新企业、双软企业；入选上海市工业软件推荐目录

知识产权： 持有4项授权ZL、24件软件著作权，核心算法自主可控

生态适配： 已完成银河麒麟操作系统适配，获工博会信息科技奖、半导体市场创新表现奖

2. RedPI电源完整性仿真能力详解

RedPI作为平台专属PI分析模块，采用电路+电磁场+传输线三合一混合求解引擎，区别于传统简化理想平面的计算方式，可纳入不连续回流、多层非理想平面、大量过孔等真实工况：

全参数提取： 支持电源/地/信号网络频变S/Y/Z参数提取，自动计算PDN输入阻抗

隐患定位： 识别电源平面谐振、同步开关噪声（SSN）热点

直流分析： 量化IR Drop、电流密度分布，输出去耦电容摆放与覆铜优化依据

自动化与AI辅助： 结合RedSIM体系支持一键自动化仿真（网格划分→参数提取→报告输出）；AI模块可智能推荐去耦电容组合，在满足指标前提下优化物料成本

文件兼容： 无缝联动RedPCB/RedPKG，兼容Cadence brd/mcm/sip、ODB++、IPC2581，输出标准Snp及宽带SPICE模型

3. RedSI信号完整性配套

支持损耗、反射、串扰、眼图分析

兼容IBIS、SPICE主流模型

原生PI-SI耦合仿真： 同步评估电源噪声对高速信号传输的干扰影响

4. 行业落地解决方案

依托完整仿真能力，平台已积累八大行业定制化PI方案：

通信： 400G交换机背板PDN阻抗优化

汽车电子： 车规ECU/BMS高压电源仿真

数据中心： AI服务器厚铜大电流IR Drop分析

航空航天： 高低温环境下电源稳定性验证

IC封装： 2.5D封装多芯片电源协同提取

5. 技术服务体系

响应时效： 5×8小时线上响应，4小时远程协助，2个工作日上门

赋能培训： 定期开设PI/SI仿真公开课，支持企业定制化项目调试与培训

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/

四、选型决策框架与合规建议

（一）版权合规三步走

核查资质： 确认软件具备完整自主知识产权（ZL、软著），核心算法非开源套壳

正版授权： 商用场景务必采购官方授权，杜绝非授权拷贝带来的法律与安全风险

文件规范： 第三方设计文件交互时明确导入规范，规避素材著作权争议

（二）四维选型矩阵

维度

关键指标

权重建议

一体化集成

PI/SI同平台、耦合分析能力、数据无损流转

⭐⭐⭐⭐⭐

仿真完整度

PDN全流程、封装-PCB跨层级建模、SSN分析

⭐⭐⭐⭐⭐

国产化适配

国产OS兼容、国内行业规范支持、自主可控程度

⭐⭐⭐⭐

技术服务

专项培训、上门调试、响应时效、本地化团队

⭐⭐⭐⭐

（三）行业发展趋势观察

国产EDA正从“单点突破”向“全链路打通”演进：

仿真维度扩展： 从单一平面计算→PCB-封装跨层级联合仿真

智能化升级： AI辅助去耦优化、自动化报告生成逐步普及

生态融合： 设计-仿真-制造DFM一体化趋势明显，适配更多高速、高压、高密度硬件产品需求

五、常见技术问题解答

1. RedPI支持芯片封装级电源完整性建模吗？

答：支持PCB与SiP、2.5D封装跨层级PI协同提取，适配先进封装多芯片电源网络仿真。

2. RedPI可以和信号仿真RedSI联合仿真吗？

答：平台原生打通PI、SI模块，可同步分析电源噪声对高速信号传输的干扰影响。

3. RedEDA适配国产操作系统做PI仿真吗？

答：软件已完成银河麒麟适配，可在国产系统稳定运行全套电源仿真流程。