简介
大规模可靠的光电子芯片的出现已经到来。政府、学术界和产业界都认识到，光电子集成对通信、传感和计算等应用至关重要。光电子设计自动化(PDA)工具对光电子芯片的成功与电子设计自动化(EDA)之于集成电路的成功一样重要。本文检视了光电子芯片和电子电路建模的差异，并精要解释了pSim对光电子芯片的仿真方法。
电子电路的仿真
自20世纪70年代以来，SPICE和类SPICE仿真器已实现了模拟电路的时域和频域分析。电路由基本器件如晶体管、电阻器和电容器组成。一些光电子器件也可以用等效电路进行建模，如VCSEL。
光电子链路的仿真
光电子链路涉及封闭的光学路径，这是由于环形结构、调制器等造成的。性能取决于多向信号交互,包括反射、传输和多路径干扰。与SPICE中的电信号不同，光信号需要考虑极化、相位、模式和波长。
光电子系统仿真
针对光电子芯片中的各种器件、几何形状和材料采用定制的器件建模方法既不连贯也不高效。因此，基于SPICE理念的光电子系统建模方法更合适。
pSim方法
pSim实现了线性和非线性光电子芯片的时域和频域仿真。每个器件都是一个紧凑的模型，电路由多个模型组成,如下时域和频域仿真的示例：
紧凑模型可以基于物理学的解析解、器件仿真的响应、Python语法、或foundry PDK器件。pSim支持与流行的Spice电子电路仿真工具联合仿真，用户可以选择最喜欢的Spice仿真器。pSim还支持导入基于测量以及FDTD求解得出的S参数。
pSim的优势
准确性：双向传播天然地考虑了反射、透射和多路径干扰。
速度和效率：紧凑模型为复杂的线性和非线性光电子芯片仿真带来了快速仿真。
灵活性和易用性：Python联合仿真实现了无限的模型扩展。PDK和版图工具接口简化了流片。pSim集成实现了系统级光电子芯片优化。分层器件允许扩展。
pSim提供了经过验证的方法来有效地对真实世界的光电子芯片性能和行为进行仿真。pSim的精度、灵活性和可扩展性使其成为克服光电子芯片复杂性和实现下一代光电子芯片创新的必不可少的工具。
微信公众号 
bilibili 
微信视频号