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集成芯片与系统全国重点实验室发表5篇VLSI论文

发布时间:2025-05-09字号:

2025 Symposium on VLSI Technology and Circuits即将于6月8-12日在日本京都开幕,会议将汇集世界各地行业和学术界的工程师和科学家,讨论超大规模集成电路制造和设计中的挑战。
根据大会的官方程序,VLSI 2025共录用常规论文251篇(包括1篇Late News论文),其中VLSI技术组录用常规论文104篇(包括1篇Late News论文,来自imec);VLSI电路组录用常规论文141篇。另有邀请论文12篇,以及4篇全体报告。

中国内地共录用46篇论文,其中技术组20篇,电路组26篇;中国香港1篇,来自电路组;中国澳门5篇,全部来自电路组;中国台湾23篇,其中技术组16篇,电路组6篇,联合聚焦组1篇。中国内地46篇论文中,除2篇来自工业界外,其他44篇来自学术界。复旦大学5篇,电路组3篇,技术组2篇。



01

电路篇1(C3-3 - 11:20)


A Globally Optimized 3-D MPPT System for Dual-Band RF Energy Harvesting with Collaborative Source Reconfiguration


曾晓洋教授、陈之原青年研究员团队提出了一种基于三维最大功率点追踪(3D-MPPT)和双频段协同重构的新型全局优化射频能量收集系统,实现了高MPPT精度和宽的高效率输入功率范围。该系统通过在不同输入功率下进行能量源的重构、整流器输出优化和调节整流器级数来实现3D-MPPT。通过将多梯度稳压调节的DC-DC转换器与可重构整流器集成,系统能够协同地从双频段射频源同步收集能量。测试结果表明,芯片实现了71%的端到端的峰值效率和-24.1 dBm的灵敏度,以及在433 MHz和900 MHz频段分别实现15.5 dB和20.5 dB的输入功率范围。该文章第一作者为博士生李霞光,通讯作者为陈之原青年研究员。



02

电路篇2(C11-2 - 10:55)


A 0.06mm2 14.7-to-20.2GHz Quad-Core VCO Enabled by the Folded Circular Transformer Achieving 201.1dBc/Hz FoMT and 203.4dBc/Hz FoMA


许灏青年研究员、闫娜教授团队提出了一种使用折叠式环形变压器的四核振荡器,该变压器利用电磁耦合实现多核同步,显著降低了多核振荡器在面积和相位噪声等性能的恶化。此外,论文提出的变压器结构同时提高了振荡器的共模和差模品质因数。该芯片采用 28nm CMOS 实现,在0.06mm2 的面积上覆盖了14.7至20.2GHz 的频率,调谐范围为31.5%,功耗仅为 5.3mW。该振荡器在15.8GHz频率处实现了203.4 FoMA以及201.1dBc/Hz FoMT@10MHz的性能。该文章第一作者为本科生欧天政,通信作者为许灏青年研究员和闫娜教授。



03

电路篇3(C31-3 - 16:50)


A 560μW 6fA/√Hz 146dB-DR Ultrasensitive Current Readout Circuit for PWM-Dimming-Tolerant Under-Display Ambient Light Sensor


徐佳伟研究员、洪志良教授团队介绍了一种超低噪声、高能效、支持PWM调光的光电流读出电路,适用于显示屏下环境光传感器 (ALS)。为实现pA级电流分辨率,采用了带反馈二极管的跨阻抗放大器 (TIA),以实现高达G欧姆的跨阻和 6fA/√Hz 的等效输入电流噪声。为解决不稳定性和噪声折叠问题,TIA 采用了一个频率补偿信号自动跟踪零点和一个低通滤波器来抑制高频电流噪声。为了从PWM 调光干扰中准确提取环境光,读出电路可在欠采样模式下工作,并通过算法消除干扰。本设计采用180nm CMOS工艺,在 0.84ms 的读出时间内实现了同类最佳的 0.36pAPP 分辨率和146dB的动态范围,能效指数FoM-DR为206.3dB。在PWM调光干扰下成功验证了环境光的测量。该文章第一作者为博士生刘立恒,通讯作者为徐佳伟研究员。



04

技术篇1(T4-5 - 17:40)


96 Kb Voltage Controlled Magnetic Anisotropy MRAM for Insitu Reservoir Computing


电压控制磁各向异性(VCMA)磁性随机存取存储器(MRAM)具有超高速操作特性和高耐久性,是储池计算(RC)等边缘计算应用的理想平台。陈贤哲青年研究员,刘琦教授,刘明院士团队提出了一种基于96Kb VCMA-MRAM的储池计算系统用于时序数据处理,该系统充分利用了亚纳秒级切换速度(0.3纳秒)、超高耐久性(>10¹²次循环)和原位训练等优势。该储池计算系统在语音识别等任务中表现出高识别准确率(97.8%),同时实现卓越能效(每输入40 fJ)。该系统展现的卓越性能指标,为构建可扩展、高能效的储层计算系统提供了与CMOS工艺完全兼容的硬件解决方案,具有显著的产业化应用潜力。该文章第一作者为博士后余杰,通讯作者为陈贤哲青年研究员。



05

技术篇2(T11-5 - 17:40)


First Demonstration of Annealing-free Rt-Prepared AlScN Film with Large Polarization (2Pr > 300 μC cm2) and Ultra- Sharp Ec Distribution for 0T1C FeRAM


无选通 0T1C FeRAM 要求铁电薄膜具有高极化强度(2Pr)和高集中矫顽场(Ec)分布的特性。在这项工作中,魏莹芬青年研究员、蒋昊青年研究员和刘琦教授团队通过电极工程和界面优化,首次展示了基于优化 AlScN 铁电薄膜的 1kb 0T1C FeRAM 阵列。成功室温制备无需退火的 AlScN 薄膜,具有高质量 (0001) 取向,2Pr大于 300 μC/cm2,并表现出高集中分布的 Ec。上述特性使得 0T1C FeRAM 阵列在 Vdd/2 读取方案下,展现出优异的高温抗干扰能力(300°C)。此外,我们的电路模型表明,优化后的 AlScN 铁电薄膜相比其他铁电材料,能够支持更大规模的阵列。这项研究展示了 AlScN 铁电薄膜在大容量新兴存储技术中的巨大潜力。该文章第一作者为博士生赵轩宇和博士后余杰、李昱,通讯作者为魏莹芬青年研究员、蒋昊青年研究员和刘琦教授。




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