我們的星球完完全全被電磁波環(huán)繞，工作的電腦，手邊的手機，上下班途中的車載電臺，家中廚房里的微波爐、電磁爐......都在無時無刻地釋放著電磁波。
5G高頻率的引入、IoT設備數(shù)量暴漲，以及各種智能硬件的功能升級，都在讓我們習以為常的電磁環(huán)境，變得愈加復雜。在這樣的大背景下，如何設計出依然能夠滿足電磁兼容性EMC認證要求的產(chǎn)品，對硬件工程師來說，就是一件極具挑戰(zhàn)性的事情了。為了最大程度地保證電磁波的安全性，EMC電磁兼容性就顯得愈發(fā)重要了。電子設備既要能在電磁環(huán)境中保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，也不能對其他環(huán)境產(chǎn)生過大干擾，影響其他系統(tǒng)的穩(wěn)定。
一般工業(yè)界降低電磁干擾的方法如同“新冠抗疫”：
一靠阻斷傳播，直接切斷通路，阻斷可能產(chǎn)生干擾的電磁波，如：濾波法（增加電抗器和 EMI濾波器，從電路層面減少傳導騷擾）、屏蔽法（使用帶有屏蔽的雙絞線，抑制電磁波的輻射）、接地法（地層的增加可以有效提高PCB的電磁兼容性）、隔離法（動力線與其他弱電信號線分開走線）等等。
二靠增強“體質(zhì)”，加入更多的電磁屏蔽和導熱器件在電子設備中。盡量選用自身發(fā)射小的芯片，避免使用大功率、高損耗器件等，對把輻射控制在安全范圍內(nèi)都很有效果。
以上方法對一般的電磁干擾還有效，但對于5G,就捉襟見肘了。
EMC遭遇的挑戰(zhàn)主要有以下三類：
挑戰(zhàn)一：
電磁干擾后期除錯與產(chǎn)品落地的訴求錯位
大規(guī)模的天線陣列來保證5G網(wǎng)絡的傳輸，天線單元數(shù)量暴增，各單元之間的干擾隨即增加。這時以往的濾波法隔離，就會導致通信系統(tǒng)的整體尺寸過于龐大，在現(xiàn)實中不易部署。拿手機來舉例，當今市場上的智能手機為了迎合消費者的喜愛偏好，款式越來越單薄，大眾對5G手機的期待也很高，希望性能和信號都要比以往有所提升。這就要求手機廠商在增強使用感的同時得做到從芯片到射頻器件等元件尺寸不增反降，研發(fā)時間與生產(chǎn)成本都大大增加。
挑戰(zhàn)二：
新電磁環(huán)境與配套工程科學的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展錯位
降低電磁干擾是對電子產(chǎn)業(yè)的集體考驗與挑戰(zhàn)。硬件廠商產(chǎn)業(yè)內(nèi)部要升級，更新材料的同時引進一些新技術，這里要介紹同時同頻全雙工技術（CCFD）：無線通信設備使用相同的時間、相同的頻率，同時發(fā)射和接收無線信號，使得無線通信鏈路的頻譜效率提高了一倍。即在資源不變的情況下，支持2倍數(shù)量的設備，保證WiFi傳輸中的實時性與自動控制。CCFD被看做是5G的關鍵技術之一。但是這一技術的實現(xiàn)，需要手機等終端設備的發(fā)射機和接收機能夠在同一頻率同時工作。然而在CCFD模式下，如果發(fā)射信號和接收信號不正交，發(fā)射端產(chǎn)生的干擾比接收到的有用信號要強數(shù)十億倍。只有極高的干擾消除能力才能保證手機在同步收發(fā)時不會產(chǎn)生自干擾，才能解決基站間干擾和終端間干擾。還有傳統(tǒng)5G芯片的封裝結(jié)構(gòu)在高頻率時也會輻射超標，據(jù)悉天線封裝一體化等新結(jié)構(gòu)已經(jīng)在研發(fā)當中。
挑戰(zhàn)三：
產(chǎn)品開發(fā)流程與傳統(tǒng)EMC設計的理念錯位
如果在前期產(chǎn)品開發(fā)時沒有考慮到整體的EMC問題，會出現(xiàn)什么情況？小則費時費力費錢地進行EMC測試整改，甚至重新設計；大則無法通過EMC認證，以致產(chǎn)品無法問世，造成巨額損失。
EMC設計充滿大大小小的不確定性，小到芯片封裝結(jié)構(gòu)，大到基站、數(shù)據(jù)中心等外界電磁環(huán)境，任何一方面因素沒有兼顧到就有可能導致產(chǎn)品電磁性兼容不達要求。EMC設計也帶有一定主觀性，不同設計工程師，對EMC有不同的理解，對產(chǎn)品的認知也不盡相同、再使用了不同的設計工具都會做出不同的設計方案。比如同樣是整改整機的輻射超標，有的工程師會改變機身的通風孔來加大分流；而有的工程師會從內(nèi)部著手，優(yōu)化輻射源。二者殊途同歸，但都能提升整機的EMC性能，達到整改目的。
相比設計意識的錯位，目前缺少的是國產(chǎn)化的EDA設計工具。
美國實體清單的出臺，使“EDA工具”與“芯片設計”等同了起來。EMC仿真軟件的作用不可小覷：用模擬電路EMC設計，來代替實驗，分析元件配置、電線建模、電磁場、屏蔽效能等，可以有效地減少終端硬件的研發(fā)周期和成本。然而，目前主流的EMC仿真軟件和芯片EDA一樣，由國外廠商主導，有由德國Simlab軟件公司設計的PCBMod、CableMod、RaidaSim；由SONNET軟件公司設計的SONNET High Frequency Electromagnetic Software；由Ansoft CorporaTIon公司設計的Ansoft High-Frequency and High-Speed Designers等。如果這些工具隨著5G的熱門而被全球市場爭奪，掌握這些工具的少數(shù)國外廠商提高使用門檻或?qū)Σ糠謬医?。由此而帶來的風險，將給我國硬件廠商帶來一定沖擊，也會加大消費者的擔憂。
在乘風破浪的5G面前，我們應對這些潛藏在水底的EMC技術暗礁保持警惕，與時俱進，才能在市場浪潮中立于不敗之地。