市場競争力強化に向けて(2004)

デバイスモデルを活用した新しい設計手法
具体的な商品開発時間短縮、コスト削減のご提案

市場競争力強化に向けて

株式会社ビー・テクノロジー
http://www.bee-tech.com
All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2004

ビー・テクノロジーのデバイスモデリング技術を世界
中の設計者に提供し、デファクトスタンダードにする。

ビー・テクノロジーはそれぞれの企業の抱えている
様々な問題に対し、デバイスモデリング事業を通じて
顧客と共に考え行動する。


課題 Time to Market (商品開発時間)

Break Even Time 売上
売上
(損益分岐点到達時間)
利益
利益

Break Even After Release
(販売開始後損益分岐点到達時間)
Time to Market
(商品開発時間)
累積コスト・投資
累積コスト・投資

Time to Marketの短縮が売上、利益の増大と投資、コストの削減に直結する

開発開始販売開始

具体的な施策としてシミュレーション技術の導入がある
→１回でも試作回数を削減させるのが目的である

現状把握　試作のプロセス

半導体部品受動部品

回路図作成回路動作を
半導体部品・受動部品
を基板に実装する検証
半導体部品
受動部品 ② ③
の選定
①、②、③を繰り返す
①

実験室にて回路実験、試作を繰り返す。
ここで、開発時間・コストを費やす。


現状把握
コスト計算　前提条件：3名の設計者、8時間労働、1名の労務費用5,000円/時間、基板サイズ8cm×15cm
単層基板：250,000円、多層基板：650,000円

基板の試作基板製作費設計試作日数労務費用合計金額
種類回数サイクル
単層基板 6回 1,500,000円 10日 60日間 7,200,000円 8,700,000円
多層基板 11回 7,150,000円 10日 110日間 13,200,000円 20,350,000円

回路シミュレーション+デバイスモデル採用時の効果
回路シミュレーションデバイスモデル採用時の効果
基板の試作基板製作費設計試作日数労務費用合計金額
種類回数サイクル
単層基板 3回 750,000円 10日 30日間 3,600,000円 4,350,000円
多層基板 11回 2,600,000円 10日 110日間 4,800,000円 7,450,000円

単層基板の場合、3回の試作削減で4,350,000円の削減
円の削減、30日間の時間短縮
円の削減日間の時間短縮
多層基板の場合、7回の試作削減で12,900,000円の削減 70日間の時間短縮
円の削減、日間の時間短縮
円の削減

デバイスモデル導入コスト
主要電子部品のデバイスモデル13個の費用：1,000,000円

回路シミュレーション+デバイスモデル採用時のコスト削減効果
回路シミュレーションデバイスモデル採用時のコスト削減効果

百万百万
¥9 ¥20

¥8 ¥18

¥16
¥7

¥14
¥6
¥12
¥5
¥10
¥4
¥8
¥3
¥6

¥2
¥4

¥1 ¥2

¥0 ¥0
現状導入時現状導入時

単層基板の場合多層基板の場合

8,700,000円⇒
円⇒4,350,000円
円⇒ 円 20,350,000円⇒
円⇒7,450,000円
円⇒ 円
50%の削減効果
の削減効果 63%の削減効果
の削減効果

回路シミュレーション導入の問題点
活用側(機器企業) 材料表ベースでの各部品の
SPICE MODELを必要とする。

機器企業側の問題点
.SUBCKT U4SBA60 1 2 3 4 .SUBCKT DE0910-1E_102M-KX 1 4
D1 2 1 U4SBA60A
L1 1 2 10n
D2
D3
3
3
2 U4SBA60A
4 U4SBA60A
R1 2 3 50.23m ①SPICE MODEL入手困難
C1 3 4 1060p
D4 4 1 U4SBA60A
.MODEL U4SBA60A D
.ENDS
　→サプライヤ企業の準備不足
+ IS=939.00E-12
+ N=1.6000
+ RS=11.900E-3
　→技術不足
+ IKF=1.7400
+ CJO=79.200E-12
②モデル精度が悪い
+ M=.3231
+ VJ=.525
SPICE MODEL ③入手期間が長期である
+ BV=600
+ IBV=10.000E-6
+ TT=9.2E-6
.ENDS

ビー・テクノロジー
.SUBCKT U4SBA60 1 2 3 4
D1 2 1 U4SBA60A
D2 3 2 U4SBA60A
D3 3 4 U4SBA60A
D4 4 1 U4SBA60A
.MODEL U4SBA60A D
+ IS=939.00E-12
+ N=1.6000
+ RS=11.900E-3
+ IKF=1.7400
+ CJO=79.200E-12
+ M=.3231
+ VJ=.525
+ BV=600
SPICE
半導体 + IBV=10.000E-6
+ TT=9.2E-6
.ENDS MODEL
LIBRARY
.SUBCKT DE0910-1E_102M-KX 1 4
L1 1 2 10n
R1 2
C1 3
3
4
50.23m
1060p
電子部品をモデリングし、
.ENDS SPICE MODELを顧客
に提供する。
一般電子部品
測定→モデリング

SPICE MODEL 　デバイスモデリングプロセス
D1 2 1 U4SBA60A
D1D2 2 3 1 2 U4SBA60A
U4SBA60A
D2D3 3 3 2 4 U4SBA60A
U4SBA60A
D3D4 3 4 4 1 U4SBA60A
U4SBA60A
D4 4 U4SBA60A D
.MODEL 1 U4SBA60A
.MODEL U4SBA60A D
+ IS=939.00E-12
+ + N=1.6000
IS=939.00E-12
半導体数学(微分・積分) + + RS=11.900E-3
N=1.6000
+ + IKF=1.7400
RS=11.900E-3
半導体物性 + + CJO=79.200E-12
IKF=1.7400
測定技術 + + M=.3231
CJO=79.200E-12
+ + VJ=.525
M=.3231
等価回路開発 + + BV=600
VJ=.525
+ + IBV=10.000E-6
BV=600
電子部品動作 + + TT=9.2E-6
IBV=10.000E-6

受動部品・半導体 + .ENDS
TT=9.2E-6
.ENDS
・一般電子部品
電子回路技術 SPICE MODEL
データ解析技術
コンピュータ技術
計測器制御技術
評価
電子部品測定特性図

モデリング理論等価回路開発測定方法確立抽出方法確立デバイスモデリング技術
確立

数学(微分・積分) 等価回路開発測定技術コンピュータ技術
半導体物性電子回路技術計測器制御技術データ解析技術
電子部品動作


ビー・テクノロジーのデバイスモデルを活用した検証回
R20 L11
DF5KQ60
R10 D211 L211 RL211
0.32 11.31uH
VoutP

0
C108 D109 R11-1 1
0.012 0.009

14
L8 2.93uH
APHF-200K223_0100 D1N60 R104 D222 RL221-2
8.22uH

0
CM11 4.15k CM5

1
I L105 100K 40.31p C211

41
7.5k

0
0 1 L5 1 DF5KQ60
1 3 18.06p RJJ-35V561MI5-T4 CL211 C214

41
R105 RM5 348.38uH R_LOAD

1
RJJ-35V221MG5-T20
0

0
FBA04HA600AAB-00 100k R11
2.38p
14

C113 I I C212

1
41
C110 45.44K
ECKN3D471KBB Q103 0 1 0.011 RJJ-35V561MI5-T4 5.7
1

41 L9

1
R211

0
D110 ECQ-B1H103JF3
SMH200VN270-22A R119 L111 8.74uH C213 1.5k

41
DEG01C M2SK2188 0 1 1
1 3 RJJ-35V561MI5-T4
0

27K R201
C111

1
41

I FBA04HA600AAB-00 220

L103 1
1

L104 I 0 1 L6
0 1 1 3 R6 1.72uH
1 3
0.004 0
FBA04HA600AAB-00 FBA04HA600AAB-00
R116 C116 K T101
0 1 K_Li1near
41ECQ-B1H103JF3 R202
COUPLING = 1
Q101 220 D104 R110 1
D111 Q2SC3377 220
R106 PC101
12k
1

D106 Q102 DMTZJ3B L7 2 0
C A
41

C125 D1SK2188 M2SK2188 R206
0Vdc 27K 3 1
0Vac ECKN3D471KBB R114 2.69uH E K 1K
0

1
R113 R112 R203
1k
41
DRD22FB2 C117 1k TLP721
4.7k 6.2K
ECQ-B1H102JF3 C115 D105
0

0 1 R7
R107 41 C201
TRAN = pulse(0 135 0 1u 1u 25ms 30ms) D1SS270A 0.005 0 1
ECQ-B1H103JF3 41
0.22 ECQV1H104JL3

R204
270

2
U46

C
0
R

0

A
C202 ANT1431T

41
0

1
TC04RKME50VB1

1
R205
1.2k
Drooper
V2 0 2 VoutP
1 V2P VOUTP 3
S V2N VOUTN

RLSWEEP_01_V2
Implementation = V2

0

Title
<Title> RCCMODEL_VALI_DCINPUT
Size Document Number Rev
B <Doc> <RevCode>

Date: Monday, June 26, 2000 Sheet 1 of 1

採用回路：FETスナバー型RCC回路
仕様：入力AC90-132(V)
出力DC16(V),2.8A,f=50-110kHz


結果実モデルでの有効性を実証

○起動特性実測 100V/div
○動作波形検証 2A/div
○垂下特性 5V/div
○主スイッチ損失計算
○ダイオード損失計算
○過渡応答特性
　　対入力
　　対負荷 2us/div

50V/div
Simulation
1A/div
2.5V/div
アナログ分野で回路
シミュレーション
が困難な電源回路で
実証を実施した。
2us/div

波形比較 Vds，Id，Vgs（Q101）　全負荷

電子機器企業 EDAに必要な環境

EDA ツール

回路設計者

シミュレーション
技術デバイスモデル


電子機器企業回路開発及び設計におけるEDAモデル支援体制

システム開発グループデザインセンター営業テクニカル・サポート顧客
回路開発グループ

デザイン・コンサルティング
グループ
デジタルCAD アナログCAD モデリング製造/プロセス
グループグループグループグループ

デバイスモデル
の整備が必要
である


電子機器企業今後の回路開発の課題

機器企業

高周波回路

アナログ回路デジタル回路

EDA MODEL EDA MODEL

アナログ・デジタル混在回路＋高周波回路及びモジュール化が最大の課題

電子機器企業回路開発以外のシミュレーション活用事例１

高付加価値の部品情報としてのデバイスモデル
→部品情報としてPDMに格納し、設計者に活用して頂く。

代替品部品の評価としてシミュレーションを活用する。

Circuit Simulation

Shindengen/SF3L60U
International Rectifier/HFA08TB60
Harris Semiconductor/RURD460
General Semiconductor/UF5406


電子機器企業回路開発以外のシミュレーション活用事例２

海外移管での部品評価に活用する。

事例）中国に生産移管した場合

中国で部品の調達を検討する場合、代替品の部品の評価が必要
になる。評価時間短縮にもデバイスモデルベースでの評価は、
有効である。

部品の電気的振る舞いを同じパラメータの数値で判断することが
可能である。


電子機器企業回路開発以外のシミュレーション活用事例３

50V/div
1mA/div 原因不明クレーム究明に活用する。

正常波形
50V/div
1mA/div

異常波形回路シミュレーションによる解析結果

Bee Technologies Group

United States
Headquarters
Japan

Device Modeling
Laboratory
Bangkok,Thailand


当社の特徴

○デバイスモデルを回路設計者に入手しやすい価格帯で、
　　解析精度のいいものを1週間～10日間以内に届ける。
○デバイスモデルだけではなく、デバイスモデリングのレポート
　　を添付する為、安心して回路設計者に活用してもらえる。


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