新突破:基于国产硅基工艺流片的全数字宽频毫米波芯片

2020-09-18 来源:电子科技大学 我要评论(0) 字号:

新冠肺炎疫情期间,电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室、集成电路特色研究中心罗讯教授团队(ASIS & BEAM X-LAB)分别在集成电路领域顶级期刊IEEE Journal of Solid-State Circuits(JSSC)、芯片奥林匹克会议IEEE International Solid-State Circuits Conference(ISSCC)发表学术论文。论文中的研究成果,均基于国产硅基工艺流片,电子科技大学为唯一单位。

在2020 年5 月刊出的IEEE JSSC 上,该团队钱慧珍博士发表了题为“A 20-32-GHz quadrature digital transmitter using synthesized impedance variation compensation”的期刊论文,钱慧珍、罗讯为共同通讯作者。该论文提出一种新型的全数字宽频毫米波直接调制全正交发射机芯片,其中的数字化毫米波功率放大器集成整合10-bit 数字模拟转换器(mm-wave power-DAC)。基于国产硅基28nm CMOS 射频工艺,完成了从数字基带信号到毫米波频段调制信号的直接生成。该全数字宽频毫米波直接调制全正交发射机芯片工作频宽20-32GHz、系统效率22.1%(含DAC)、支持64QAM/256QAM 信号、支持500MHz 调制带宽、单信道数据率高达3Gb/s。该新型全数字发射机支持多个5G FR2 毫米波通信国际标准,相关技术已布局5G 毫米波通信等无线传输产品。

全数字毫米波直接调制全正交发射机芯片显微照

集成待测电路(DUT)的PCB板

全数字毫米波直接调制全正交发射机芯片性能对比

在2020 年2 月召开的芯片奥林匹克会议ISSCC 上,该团队博士生舒一洋同学,发表了题为“A 18.6-to-40.1GHz 201.7dBc/Hz FoMT multi-core oscillator using E-M mixed-coupling resonance boosting”的论文,钱慧珍、罗讯为共同通讯作者。该论文基于国产硅基40nm CMOS 射频工艺,提出了一种基于电磁混合耦合模式倍增技术的多核振荡器芯片。该芯片能实现四个工作模式的生成与无损切换,工作频宽覆盖18.6GHz 至40.1GHz、具有相关频段创纪录的最高FoMT 性能,是业界首颗完整覆盖5G FR2 毫米波通信各国标准的振荡器芯片,已技术转产5G 通信等消费电子领域。

振荡器芯片显微照及layout plan

振荡器芯片测试性能对比表

该校集成电路特色研究中心罗讯教授团队(ASIS & BEAM X-LAB)于2015 年7 月正式组建。成立至今,团队主持了近30 项纵向/ 横向产学研用科研项目,含国家自然科学重点基金、国家863 计划等项目;团队培育出IEEE 领域顶刊MWCL 责任主编(亚洲首位)、IEEE MTT 学会技术发展委员会委员(MTT-4、MTT-5、MTT-23 等三个分委会委员)、IEEE IMS 技术委员会委员、IEEE RFIC 技术委员会委员等。团队现已在国际集成电路领域、国际射频/ 微波/ 毫米波/ 太赫兹等领域顶级期刊(IEEE JSSC、IEEE TMTT、IEEE MWCL、IEEE TCAS-I 等)、芯片奥林匹克会议(ISSCC)、国际射频/ 微波/ 毫米波/ 太赫兹等领域第一会议(IMS)、国际射频集成电路年会(RFIC)、国际定制集成电路会议(CICC)等发表收录60 余篇高水平论文;现已授权25 项国内外发明专利(含美国专利10 项、欧洲专利5 项),其中21 项专利技术转产海思半导体等企业消费电子(含智能手机等)领域,并大规模商用量产;团队培养的博士生、硕士生、本科生斩获了23 项射频/ 微波/ 毫米波/ 太赫兹等领域的IEEE 国际奖项,含IEEE MTT-Society Graduate Fellowship Award 两人次(含中国首位)、IEEE MTT-Society Undergraduate Scholarship Award 两人次、IEEE IMS 最佳论文展示奖、IEEE IMS 最佳学生设计奖4 项(含冠军3 项)等。

IEEE JSSC 为国际集成电路领域第一期刊,发表难度极大。IEEE ISSCC 为国际集成电路领域第一会议,享有“芯片奥林匹克”的美誉,仅报道国际工业界、学术界的最前沿、最高性能、最有应用价值的集成电路与系统领域创新成果。

论文全文链接:

https://ieeexplore.ieee.org/document/8963645
https://ieeexplore.ieee.org/document/9063100

来源:电子科技大学

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