無(wú)線通訊功能已是現(xiàn)代電子產(chǎn)品不可或缺的一環(huán)，從智慧型手機(jī)到物聯(lián)網(wǎng)裝置，對(duì)無(wú)線功能的需求日益復(fù)雜與多元。這股趨勢(shì)對(duì)電子制造產(chǎn)業(yè)的射頻（RF）設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。延續(xù)環(huán)旭電子FEDS平臺(tái)在前兩篇文章中所展現(xiàn)的效益：「電路布局審查」、「電源完整性模擬的自動(dòng)化」，本文將再繼續(xù)深入探討FEDS系統(tǒng)在射頻設(shè)計(jì)領(lǐng)域所貢獻(xiàn)的自動(dòng)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用，以及如何協(xié)助工程師克服復(fù)雜性、提升效率。

射頻設(shè)計(jì)的三大挑戰(zhàn)：復(fù)雜性、效率、人才缺口

在單一產(chǎn)品中整合多種無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)（如 Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩網(wǎng)路等）已是常態(tài)，這大幅增加了射頻電路的復(fù)雜度。對(duì)射頻模擬工程師而言，傳統(tǒng)的工作流程中，首要且耗時(shí)的任務(wù)是從復(fù)雜的電路圖中辨識(shí)并提取出所有的射頻路徑。一個(gè)專(zhuān)案可能包含上百條射頻路徑，涵蓋天線共用、頻帶共用、共置電路等。過(guò)去，由于開(kāi)發(fā)時(shí)程緊迫，工程師往往只能手動(dòng)篩選其中一部分關(guān)鍵路徑進(jìn)行模擬，這無(wú)疑增加了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

手動(dòng)進(jìn)行射頻模擬設(shè)定更是另一個(gè)效率瓶頸。每一條射頻路徑都需要在模擬工具中經(jīng)過(guò)繁瑣的設(shè)定步驟，根據(jù)資料顯示，這可能需要超過(guò) 19 個(gè)步驟才能順利執(zhí)行模擬。這種重復(fù)性高且耗時(shí)的工作，不僅占用了寶貴的工程師時(shí)間，也限制了公司承接更多高頻復(fù)雜專(zhuān)案的能力。此外，射頻模擬需要高度專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，合格的模擬工程師在人才市場(chǎng)上相對(duì)稀缺，這也加劇了人力資源的壓力。

從模擬到實(shí)測(cè)，整合流程的自動(dòng)化應(yīng)用

為了解決上述痛點(diǎn)，環(huán)旭電子CE研發(fā)團(tuán)隊(duì)在FEDS平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了「射頻設(shè)計(jì)自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能（RF Automation Development Function）」。這套系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)在于將射頻設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵流程自動(dòng)化，從而顯著提升效率并降低技術(shù)門(mén)檻。傳統(tǒng)RF設(shè)計(jì)從匹配、模擬到實(shí)測(cè)，需要跨部門(mén)作業(yè)，溝通成本極高。RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能透過(guò)云端架構(gòu)與內(nèi)部Server整合，實(shí)現(xiàn)模擬及量測(cè)自動(dòng)化的作業(yè)流程：

自動(dòng)上傳Layout/BOM資料

系統(tǒng)根據(jù)射頻需求自動(dòng)進(jìn)行匹配與模擬

模擬后產(chǎn)出結(jié)果報(bào)告，與實(shí)測(cè)資料自動(dòng)比對(duì)

異常項(xiàng)目自動(dòng)標(biāo)注，并提供修正建議

所有紀(jì)錄存入系統(tǒng)，方便日后回顧與最佳化

工程師只需進(jìn)行結(jié)果審閱與策略性調(diào)整，大幅降低操作負(fù)擔(dān)。

實(shí)戰(zhàn)案例：RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能在多頻段Wi-Fi模組設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

圖一: 將RF線路從復(fù)雜Schematic取出，并重新單獨(dú)繪出RF Path

以一款支援2.4GHz與5GHz Wi-Fi的通訊模組為例，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需針對(duì)每個(gè)頻段進(jìn)行個(gè)別匹配與測(cè)試，過(guò)程冗長(zhǎng)，原本一項(xiàng)開(kāi)發(fā)專(zhuān)案配置2位工程師，必須花費(fèi)2周才能完成測(cè)試作業(yè)，在導(dǎo)入RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能之后，則可大幅縮短至3天內(nèi)完成。

圖三: 匹配模擬介面，包括零件選擇、匹配模擬紀(jì)錄和模擬的結(jié)果

選定零件后，自動(dòng)完成電路匹配設(shè)計(jì)模擬

系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)S11/S21規(guī)格進(jìn)行即時(shí)分析

整合模擬及量測(cè)報(bào)告，可快速生成

這不僅節(jié)省大量人力資源，也提升最終產(chǎn)品的射頻性能一致性

由上述實(shí)際應(yīng)用可見(jiàn)，RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能已展現(xiàn)驚人的效率。根據(jù)業(yè)界實(shí)測(cè)，射頻路徑檢查時(shí)間可從傳統(tǒng)的 100 小時(shí)大幅縮減至約 12 小時(shí)。過(guò)去模擬工程師最多僅能手動(dòng)建立 80 條路徑模擬環(huán)境，如今 RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能可自動(dòng)處理超過(guò) 130 條路徑，涵蓋性與準(zhǔn)確性均大幅提升。目前開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始邁向下一個(gè)里程碑，以人性化思維為出發(fā)點(diǎn)，透過(guò)此項(xiàng)自動(dòng)化開(kāi)發(fā)工具為專(zhuān)案需求找出最佳解。相較于傳統(tǒng)做法，自動(dòng)化開(kāi)發(fā)工具為整體專(zhuān)案在不同層面帶來(lái)了顯著的綜合效益。

表一: RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)工具的綜合效益

一致性、高效率、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)流程

根據(jù)USI環(huán)旭電子內(nèi)部導(dǎo)入實(shí)證資料，RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能帶來(lái)以下關(guān)鍵成效：

提升設(shè)計(jì)一致性：以固定演算法執(zhí)行Matching與驗(yàn)證，減少不同工程師間設(shè)計(jì)結(jié)果的差異性。

開(kāi)發(fā)工時(shí)節(jié)省高達(dá)70%：自動(dòng)匹配與模擬取代人工作業(yè)，平均節(jié)省超過(guò)一半以上的開(kāi)發(fā)工時(shí)。

錯(cuò)誤率下降90%：平臺(tái)內(nèi)建關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)限制，減少手動(dòng)設(shè)定錯(cuò)誤。

知識(shí)傳承透明化：透過(guò)歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與比對(duì)，減少對(duì)資深工程師的高度依賴(lài)。

從電路布局、電源完整性模擬，到射頻設(shè)計(jì)的全面自動(dòng)化，USI環(huán)旭電子不只是單純開(kāi)發(fā)一套工具，而是將多年累積的專(zhuān)案經(jīng)驗(yàn)與工程知識(shí)，系統(tǒng)性轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)展的自動(dòng)化平臺(tái)。這種「經(jīng)驗(yàn)數(shù)位化、流程模組化、效能指標(biāo)化」的思維，正是射頻設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展縮影。透過(guò)RF自動(dòng)化開(kāi)發(fā)功能，我們得以展現(xiàn)整合跨領(lǐng)域?qū)I(yè)、強(qiáng)化企業(yè)核心能力的實(shí)力。同時(shí)，以此平臺(tái)的云端架構(gòu)為支點(diǎn)，我們?yōu)槲磥?lái)面對(duì)更多裝置共存、多頻段、多模組整成的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，打下了彈性與擴(kuò)展性的基礎(chǔ)，未來(lái)勢(shì)必能夠更敏捷地回應(yīng)市場(chǎng)需求。