MEMSデバイスの設計・開発・検証でお困りではありませんか？サイバネットのＭＥＭＳソリューションが設計から物理現象の解明までお手伝いします。

[MEMS設計・解析ソリューション]MEMS Pro

MEMS Proとは？
MEMS ProはSoftMEMS社によって提供されるMEMS設計・解析の統合環境です。
システム設計ツール、レイアウト設計ツール及び、各種検証を行うためのモジュールを含んでおり、 またANSYS社の業務提携により、ANSYS Multiphysicsとのシームレスなデータ互換を実現するためのモジュール群もリリースしています。


MEMSについて

MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）は、ICのシリコン加工プロセス（シリコン基板に対して、エッチングや薄膜形成を加えるプロセス）を用いて製造される非常に微細な構造体を用いたシステムで、その大きさはコンポーネントで5-100 μm、デバイスでも数mm程度となります。
このMEMS技術は、これからの産業に革新をもたらす先進技術の一つとして注目を集めており、実際に、加速度センサ、圧力センサ、車載エアバック、ナビゲーションシステム、インクジェットプリンタ、携帯端末、DWDM用光コンポーネント、バイオメディカル等、多様なアプリケーションで実用化に向けた取り組みがなされています。

機械RFフィルター
機械RFフィルター		 ねじれ共振器
ねじれ共振器		 静電マイクロミラー
静電マイクロミラー

MEMSが実際に動作可能かどうかをCAEツールで検証する場合、その検証内容によって様々なCAEツールを駆使する必要があります。ANSYS/Multiphysicsによる幅広い解析機能と、その柔軟な連成解析機能は、MEMS解析のために非常に有益であり、また米国SoftMEMS社との業務提携により、より使いやすいMEMS設計・解析ソリューションの提供を可能としています。

MEMS Proの機能

MEMS ProによるMEMS設計・解析の統合環境は、以下のフローで実現されます。
各種スイートパッケージでのご利用によって、レイアウト設計からANSYS Multiphisicsを介してのシステム設計まで、 トータルなソリューションが実現します。


※図中の各フローをクリックすると、説明文をご覧いただけます。


また、MEMS Proは、トップダウン設計フローやボトムアップ設計フローにも対応しております。


以下に各フローごとの搭載機能をご紹介します。

レイアウト設計

フルカスタムレイアウトエディタであるMEMS L-Edit™を中心に、DRC、Extractの2つのオプションによって構成されています。

MEMS L-Edit™

  • レイアウト構成定義
    MEMSのレイアウト設計を行うに当たり、あらかじめレイヤ構成や、半導体プロセス手順など必要な情報の定義を行います。これに基づき、レイヤ毎にレイアウト図面を作成していきます。

  • MEMSレイアウトパレット機能
    MEMSデバイスを作成する上で必要な各形状があらかじめテンプレートとして保存されています（Easy MEMS Library）。パラメータを調整するだけで、MEMSデバイスの生成が可能になります。

  • Import/Export
    DXFによるImport機能を有しています。またGDSⅡ/CIFフォーマットでの出力が可能となり、定義されたレイアウトはそのままマスク生成可能となります。


  • UPI（User Programmable Interface）
    ユーザ定義による形状作成機能で、C言語による記述も可能となっています。

DRC（Design Rule Checker）

  • 事前に標準的なルールやユーザが設定したルールを基に、定義されたレイアウトが製造可能かどうかをチェックします。 ※Verification Suite以上が必要

Extract

  • MEMS L-Editで生成したレイアウトをSpiceネットリストで記述します。
    ※Design Suite以上が必要


Solid Modeler

SoftMEMSの開発したSolid Modelerはプロセスエミュレータが搭載されており、レイアウト生成で定義したプロセス情報とレイヤ構成から、正確に3次元モデルを生成・表示する事が出来ます。プロセスを追いながら断面で確認することが出来るため、プロセス上で発生する詳細な問題を検証することが出来ます。
また、生成された3次元モデルはSATもしくは、ANSYSのAPDLファイルでの出力が可能となっており、ANSYSへのスムーズな受け渡しを実現しています。

ANSYS Multiphysics

汎用有限解析ソフトウェアのANSYS Multiphisicsと併せてお使いいただくことで、電場－構造の連成解析等、様々な解析をおこなうことが出来ます。
※スイートパッケージには含まれておりません

ANSYS MultiphisicsによるMEMS解析・設計ソリューション

3D to Layout

ANSYS3DモデルをマスクレイアウトデータであるCIF形式で出力する事が出来ます。これにより、レイアウトツールへのフィードバックを行う事も可能です。
※Complete Suiteが必要

MEMS Modeler

ROM（Reduce Order Method）を使用して、ANSYS上で定義されているMEMSコンポーネントの情報を、システムシミュレータで使用するためのビヘイビアモデルに変換します。VHDL-AMS、Verilog-A、T-SpiceのCModelに変換が可能です。
※Complete Suiteが必要


External Model Generator

ユーザ定義式によって、システムシミュレータであるT-Spice用のC-Modelを生成します。
※Complete Suiteが必要


システム設計

シミュレータであるT-Spice、回路図エディタのS-Edit、波形観測のためのW-Editから構成されています。


MEMSライブラリ

  • MEMSによく使われるメカニカル素子、圧電素子、圧電抵抗素子をはじめ、光学素子や熱源素子等のライブラリが用意されています。

LVS（Layout Versus Schematic Verification）

レイアウトツールによって生成されたモデルと、システムツールによって生成されたモデルのパラメータをSpiceネットリストで比較検証するツールです。システム設計からのTop Down設計を行う際に有効となる機能です。
※Design Suite以上が必要


MEMS Proの製品構成

お客様ご自身の設計環境・設計フローに応じて、必要な機能をまとめたスイートパッケージを各種ご用意しました。
現在、以下のパッケージを展開しています。

機　能 スイートパッケージ 備　考
BS VS DS CS
MEMS L-Edit™
 ○ ○ ○ ○ レイアウトエディタ
MEMS Layout Libraries ○ ○ ○ ○ MEMS用レイアウトライブラリ
L-Edit/UPI ™ ○ ○ ○ ○ User Programmable Interface
L-Edit/DRC ™   ○ ○ ○ Design Rule Checker
L-Edit/Extract ™     ○ ○ レイアウト→ネットリスト
LVS ™     ○ ○ Layout Versus Schematic Verification
S-Edit ™     ○ ○ Schematic
W-Edit ™     ○ ○ 波形観測ツール
T-Spice simulator ™     ○ ○ Simurator
MEMS T-Spice Library     ○ ○ MEMS用コンポーネントライブラリ
Solid Modeler ○ ○ ○ ○ レイアウトツール→ANSYS
SAT、APDL形式出力
（IGES出力はオプション）
MEMS Modeler       ○ ANSYS→システムツール　ROM
3D to Layout       ○ ANSYS→レイアウトツール

  • MEMS Pro BS (Basic Suite)
    MEMS L-Edit™によって作成したモデルを3D変換し、SATもしくはANSYSのAPDL形式にてANSYSに取り込み解析する事ができます。L-Edit™にて作成したモデルはCIF/GDSⅡに変換し、Founderに製造モデルとして出力可能です。
  • MEMS Pro VS (Verification Suite)
    MEMS Pro BSのモデリング機能にL-Edit/DRC ™（Design Rules Checker）を搭載したスイートパッケージです。ANSYSで解析を行う前にレイアウトの事前検証が可能となります。
  • MEMS Pro DS (Design Suite)
    システムからのトップダウン設計を行う場合に有効なスイートパッケージです。MEMS Pro VSの機能に加え、システムシミュレータとしてのT-Spice Simulator及び、 LVS ™（Layout Versus Schematic Verification）機能が追加されています。また、 L-Edit/Extract ™機能も搭載されています。
  • MEMS Pro CS (Complete Suite)
    MEMS Pro DSの機能にMEMS Modelerの機能が追加されたComplete Suiteです。ANSYSのモデルからシステムシミュレータ解析用のビヘイビアモデルを生成する事ができます。

※ANSYSは上記各種スイートパッケージには含まれていません。

適用事例

ANSYSの持つMEMS解析機能
MEMS Pro / MEMS Xplorerとの連携
MEMS ProとANSYSを使用したTunable Filter設計事例
MEMSくし型フィンガー形状の静電場解析による最適化設計
光学設計評価プログラムCODEVによる適用例
圧電アクチュエータMEMSの非線形振動解析
MEMSミラーデバイスの空気による減衰効果解析


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