电磁仿真领域，效率与精度往往难以两全——专用工具虽能快速输出结果，却在复杂结构仿真中精度不足；高精度全波仿真工具虽能保证结果可靠性，却面临求解耗时过长的问题。SIwave作为板级与封装领域信号完整性（SI）、电源完整性（PI）和电磁干扰（EMI）仿真的专用工具，凭借全自动前后处理流程和高效求解能力备受青睐；而HFSS作为业界公认的高精度“黄金标尺”，在射频、微波及高速PCB等电磁场问题求解中具备无可替代的精度优势。下面将结合实际案例，详细拆解SIwave与HFSS混合求解的实现流程，探讨如何通过该方案实现效率与精度的双重保障。

一、混合求解的核心逻辑：局部高精度+全局高效率

SIwave的传统求解方式基于二维/准三维算法，能够快速处理大规模PCB板的常规走线仿真，但其在处理过孔（VIA）、复杂封装等三维结构时，难以精准捕捉电磁场的三维分布特性，容易导致仿真结果偏差。而HFSS的3D全波求解算法可精准还原局部复杂结构的电磁行为，但直接用于整板仿真会产生海量计算量，大幅降低求解效率。

混合求解的核心思路正是扬长避短：对PCB板中大部分常规走线区域，采用SIwave高效求解；对VIA、密集封装等关键复杂区域，通过设置HFSS Region（HFSS区域），启用HFSS的3D全波仿真，从而在保证全局求解效率的同时，实现局部关键区域的高精度仿真。

二、仿真模型基础：5层PCB板的DDR3信号走线

本文案例采用的仿真模型为5层PCB板上的DDR3数据信号走线（DDR3_DM1），该走线上包含两个VIA结构，连接了两段顶层走线和一段底层走线。VIA结构作为上下层走线的连接节点，其电磁特性对信号传输质量影响显著，是本次混合求解中需要重点关注的高精度仿真区域。

三、混合求解实现步骤

（一）前期准备：SIwave常规求解铺垫

在进行混合求解前，首先需按SIwave常规流程完成基础仿真设置，为后续混合求解提供参考基准：

端口生成：选取DDR3_DM1走线，利用SIwave的“Generate Port on Selected Nets…”功能，在走线两端生成仿真端口，用于信号激励与响应采集。

扫频设置：采用三段式扫频策略，兼顾宽频率范围与关键频段的求解精度：0Hz（直流点）1个线性点、1Hz-100MHz按十倍频划分10个点、100MHz-10GHz按1MHz线性步长设置，确保覆盖DDR3信号的工作频段及潜在干扰频段。

常规求解：运行SIwave传统求解流程，得到不含HFSS Region的S参数结果，作为后续混合求解的对比基准。

（二）关键设置：HFSS Region创建与配置

这是混合求解的核心环节，需通过几何绘制与求解参数设置，明确HFSS的高精度仿真区域：

绘制HFSS Region：在SIwave中点击“Draw Geometry> Draw Rectangular Region Extent”，围绕两个VIA结构分别绘制矩形区域，将需要高精度仿真的局部结构完全包裹，确保电磁场计算的完整性。

求解参数配置：打开求解设置对话框，进行以下关键配置：

勾选“HFSS Region”选项，启用混合求解模式；

保持扫频设置与常规求解一致，确保对比的有效性；

3D Solver选择“HFSS (user-defined regions)”，指定用户绘制的区域采用HFSS求解；

若存在多个HFSS Region，勾选“Solve regions in parallel”，并通过“Configure…”设置每个区域的计算核数，实现并行计算，进一步提升求解效率。

solver选项优化：根据需求设置HFSS solver的附加参数，如S参数相对误差阈值（案例中设为0.5%）、因果性与无源性约束（Enforce Causality/Enforce Passivity），确保仿真结果的物理一致性。

（三）运行求解与结果输出

完成所有设置后，启动SIwave与HFSS混合求解流程。求解过程中，SIwave将自动对常规区域进行高效求解，同时调用HFSS对指定Region进行3D全波仿真，最终融合两部分计算结果，输出完整的S参数、Y参数或Z参数，并可选择导出Touchstone文件用于后续后处理分析。

四、求解结果对比与优势验证

对比不含HFSS Region的常规求解结果与混合求解结果，可发现两者在S参数幅值与谐振频点上存在明显差异：

常规求解因未能精准捕捉VIA结构的三维电磁效应，在谐振频段的幅值衰减计算偏差较大；

混合求解通过HFSS的3D全波仿真，准确还原了VIA结构的寄生参数与电磁场耦合特性，谐振频点更贴合实际物理场景，幅值衰减曲线也更能反映真实信号传输损耗。

从求解效率来看，混合求解仅对局部关键区域启用HFSS高精度求解，避免了整板3D全波仿真的海量计算量，求解时间与常规SIwave求解接近，远低于纯HFSS整板仿真耗时，真正实现了“效率不打折、精度再提升”。

五、应用场景与总结

SIwave与HFSS混合求解并非万能方案，需根据仿真对象的结构特性合理选择：

若仿真的Nets无VIA、复杂封装等三维结构，直接采用SIwave常规求解即可，在保证精度的同时最大化求解效率；

若Nets包含VIA、密集过孔阵列、高速连接器等复杂三维结构，且这些结构对仿真结果起决定性作用，采用SIwave+HFSS Region的混合求解方式，是兼顾效率与精度的最优选择。

综上，SIwave与HFSS的混合求解方案通过“全局高效求解+局部高精度仿真”的协同模式，成功破解了电磁仿真中效率与精度的矛盾。该方案既保留了SIwave在板级仿真中的流程优势与效率优势，又借助HFSS的全波求解能力补齐了复杂结构的精度短板，为高速PCB、封装等电磁仿真提供了更具工程实用价值的解决方案。