隨著5G服務陸續在全球各地上線，5G所帶來的多元應用場景，將為整個電子產業鏈帶來難以想像的巨大商機。但應用場景的多元化，也意味著製造商在設計產品時，必須把更多不同應用領域的特殊需求納入設計考量，電子設備的設計將比現在更加分眾化。
另一方面，5G技術的複雜度遠非4G之前的技術可以比擬。5G除了要支援高頻寬、低延遲與大量裝置聯網之外，還導入了毫米波通訊這項極具挑戰的技術。
在電子元件/晶片端，將天線陣列微型化，並透過先進封裝技術將天線與晶片與封裝在一起，形成所謂的AiP，將是毫米波通訊元件設計的必然趨勢；到了系統整合端，設備製造商一方面必須設法掌握新技術的特性，同時還必須妥善安排產品裡的各個子系統，使其和諧運作。
然而，市場競爭也變得比以往更加激烈，即便是汽車、工業等產品生命週期較長的產業，產品改朝換代的速度也在加快，消費性電子產品升級的速度，就更不用說了。且在此同時，客戶對品質的要求，不會因為產品設計時間受到壓縮而妥協。這意味著產品研發團隊必須在更短時間內，克服更複雜的技術所帶來的工程挑戰，將品質不打折的產品推向市場。
Ansys在台灣的主要客戶之一--仁寶電腦，最近就遇到一個這樣的狀況。常時聯網(Always Connected)筆記型電腦、平板裝置的出現，使得這類行動運算設備必須像手機一樣，支援4G、5G等行動通訊技術。由於美國的5G服務不同於其他國家由Sub-6GHz先行，而是從毫米波頻段開始布建，故銷售到美國的5G筆電必須支援毫米波通訊功能。
仁寶已開發出內建5G毫米波天線模組的筆記型電腦產品，準備搶攻美國市場。但在產品上市之前，這類具備無線電收發功能的產品，都必須通過美國聯邦通訊委員會(FCC)的審核。如果按照傳統作業方法，光是準備FCC要求的5G毫米波通訊審核資料，就得花上好幾個禮拜，且必須動員龐大的工程師團隊，這是不切實際的。
自動化模擬及分析軟體加速實測
因此，仁寶放棄了傳統以實測為主的作業方法，利用Ansys提供的HFSS等具備高度自動化模擬及分析功能的軟體，將實測與模擬產生的資料統整起來，再藉由軟體的自動化分析功能產生報告文件。光是電磁波場型這個審核項目的資料準備時間，就可從數周壓縮成數天，透過軟體分析工具的加持，這不僅為仁寶爭取到寶貴時間，也把工程團隊的人力從高度重複性的作業中解放出來，去做其他更有附加價值的事情。
在Ansys的工具和支援團隊協助下，仁寶今年已率先從FCC取得5G毫米波筆記型電腦認證。該認證讓仁寶電腦的客戶可以在美國市場行銷和銷售支援5G毫米波通訊功能的筆記型電腦。也因為如此，仁寶順利搶下5G筆記型電腦ODM領導者的地位，除了美國市場外，未來也可在毫米波服務陸續在世界各國商轉的過程中，搶得市場先機。
除了天線場型模擬外，仁寶也運用Ansys的HFSS 3D電磁模擬軟體，設計和模擬元件內的5G天線，其中封裝互動會影響電波輻射。這讓仁寶的工程師得以針對預相容性測試需求，進行廣泛的多物理場分析，進而減少產品測試時間並加快確認和認證。
整體來說，在仁寶開發5G毫米波筆記型電腦這個案例中，可以看到，要縮短研發流程和產品上市時間，就非使用最先進解決方案不可。從開發5G天線、加速法規要求的相容性測試、到縮短資料處理時間，模擬工具都將扮演非常重要的角色。
但模擬工具能發揮的地方，絕不僅只是5G通訊相關應用而已。電氣化也是人類科技發展的大趨勢，從自行車、機車、小客車、大客車到大卡車，這些交通工具都已跟上軌道運輸的腳步，先後踏上了電氣化的道路。
這意味著馬達將逐漸淘汰內燃機引擎，成為驅動各種車輛的動力來源。而馬達實際上是一種藉由低頻電磁場將電能轉換成機械能的裝置，因此在馬達設計研發的過程中，藉由Ansys專門為低頻電磁場模擬設計的Maxwell工具，製造商可以在虛擬世界中探索各種配置與其預期性能，省下大筆製作原型與實測的成本，並更快找到最適合驅動各種對應交通工具的設計。
作為多物理模擬分析工具的領導廠商，Ansys在電子、電機、機械、金屬加工、土木工程、航太等領域，都有對應的解決方案，也不斷看到客戶利用Ansys提供的工具，獲得生產力提升、研發速度加快、成本降低等正面效益的實際案例。
面對越來越複雜的科技，日益激烈的市場競爭與更壓縮的產品上市時程，相信藉由模擬工具改善既有研發流程，將是科技應用研發未來必然要走的路。新的世代會有新的挑戰，研發人員需要新的工具跟做事方法，才能抓住新的機會。
