9月25日至27日，2024年第21屆IEEE集成電路設(shè)計(jì)與技術(shù)國(guó)際會(huì)議(21st International Conference on IC Design and Technology,簡(jiǎn)稱ICICDT)暨20周年紀(jì)念會(huì)在新加坡舉辦。我校光電學(xué)院王超教授團(tuán)隊(duì)在存算一體計(jì)算芯片領(lǐng)域的最新研究成果“An Energy-Efficient Low-Voltage SRAM-based Charge Recovery Logic Near-Memory-Computing Macro for Edge Computing (一種用于邊緣計(jì)算的高能效、低電壓基于SRAM的電荷恢復(fù)邏輯近存計(jì)算宏單元)”獲得最佳會(huì)議論文（華中科技大學(xué)首次入選）。光電學(xué)院微波與光電集成系王超教授為論文通訊作者，博士生沈梓煊和碩士生黃磊為論文共同第一作者，華中科技大學(xué)光電學(xué)院為論文第一完成單位。

在能量受限的邊緣計(jì)算應(yīng)用中，主要有存內(nèi)計(jì)算和近存計(jì)算等兩類存算一體新型AI計(jì)算芯片主流方案。近年來(lái)，相比于存內(nèi)計(jì)算，近存計(jì)算由于其能夠更有效地實(shí)現(xiàn)更靈活、更復(fù)雜的計(jì)算功能同時(shí)提高集成度而備受關(guān)注；相比基于電流域、電荷域和電壓域的模擬計(jì)算，基于邏輯的數(shù)字計(jì)算由于其高集成度、高精度、高魯棒和高可靠性，逐步成為存算一體的主流技術(shù)。但是，如何在降低工作電壓、存儲(chǔ)器訪問(wèn)頻率和簡(jiǎn)化數(shù)字邏輯的同時(shí)，保持高處理吞吐量和計(jì)算精度，是當(dāng)前高能效、低功耗存算一體計(jì)算領(lǐng)域的重要研究課題。因此，本文提出了一種用于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）卷積計(jì)算的基于低電壓靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）的電荷恢復(fù)邏輯近存計(jì)算設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)采用了雙時(shí)鐘域架構(gòu)，通過(guò)權(quán)重靜態(tài)數(shù)據(jù)流減少SRAM的訪問(wèn)頻率，降低了SRAM的供電電壓和存儲(chǔ)器訪問(wèn)頻率，從而顯著節(jié)省存儲(chǔ)能耗；同時(shí)，提出雙時(shí)鐘域架構(gòu)使得在慢時(shí)鐘域運(yùn)行的近閾值（Near-Vth）SRAM與快時(shí)鐘域的計(jì)算邏輯電路能夠?qū)崿F(xiàn)速度匹配；此外，該設(shè)計(jì)通過(guò)電荷恢復(fù)邏輯在亞閾值（Sub-Vth）電壓下運(yùn)行組合邏輯電路，大幅降低了計(jì)算功耗，并通過(guò)鎖存器設(shè)計(jì)和升壓電路保證了計(jì)算速度不受影響。該項(xiàng)工作在40 nmCMOS工藝下實(shí)現(xiàn)近存計(jì)算宏單元設(shè)計(jì)，Sub-VthSRAM工作電壓為0.6 V，讀寫(xiě)頻率為10 MHz，Near-Vth電荷恢復(fù)邏輯電路工作在0.4 V和1.1V，時(shí)鐘頻率為100 MHz，可實(shí)現(xiàn)3.71 TOPS/W的計(jì)算能效，設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際學(xué)術(shù)界領(lǐng)先水平。該工作與新加坡南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授團(tuán)隊(duì)合作，受到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和華中科技大學(xué)創(chuàng)新研究院技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目的資助。

IEEE集成電路設(shè)計(jì)與技術(shù)國(guó)際會(huì)議（ICICDT）是具有21周年歷史的IEEE固態(tài)電路協(xié)會(huì)（Solid-State Circuits Society）所主辦的高水平集成電路芯片國(guó)際會(huì)議。自2004年成立以來(lái)，ICICDT已經(jīng)建立了超過(guò)20年的歷史和持續(xù)聲譽(yù)，為集成電路設(shè)計(jì)、制造、工藝技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的專家、學(xué)者和工程師提供了一個(gè)交流最新研究成果與技術(shù)創(chuàng)新的平臺(tái)。

王超教授團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在研究生人才培養(yǎng)方面成果顯著，2024年以來(lái)已獲得國(guó)際大獎(jiǎng)多項(xiàng)：博士研究生劉炳強(qiáng)在2024年IEEE ISCAS（電路與系統(tǒng)國(guó)際研討會(huì)）國(guó)際會(huì)議上，匯報(bào)了該課題組的智能自主移動(dòng)機(jī)器人建圖定位（SLAM）專用芯片領(lǐng)域的相關(guān)研究成果，并獲得ISCAS Predoctoral Achievement Grant（ISCAS博士研究生成就獎(jiǎng)）以及ISCAS 2024 Student Travel Grant（ISCAS學(xué)生旅行補(bǔ)助金）。其中，ISCAS博士研究生成就獎(jiǎng)為IEEEISCAS國(guó)際會(huì)議授予電路與系統(tǒng)領(lǐng)域博士研究生的最高榮譽(yù)，IEEE全球5大區(qū)各僅選1名優(yōu)勝者（為華中科技大學(xué)首次入選）。此外，碩士研究生朱文明同學(xué)在2024年ISCAS國(guó)際會(huì)議上匯報(bào)了該課題組的激光雷達(dá)芯片領(lǐng)域的最新研究成果，并獲得傳感器方向最佳會(huì)議論文（華中科技大學(xué)首次入選）。

光學(xué)與電子信息學(xué)院王超教授主要從事新型人工智能處理器芯片設(shè)計(jì)、光電融合智能傳感芯片設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)課題、國(guó)家重點(diǎn)課題、國(guó)家龍頭企業(yè)橫向項(xiàng)目、武漢市科技重大專項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目等科研項(xiàng)目多項(xiàng)，已發(fā)表包括JSSC、TCAS-I/II、TBioCAS、JETCAS、CAS-M、ISSCC、A-SSCC等集成電路與系統(tǒng)芯片SCI/EI核心國(guó)際期刊、國(guó)際會(huì)議90多篇，公開(kāi)/授權(quán)國(guó)家/國(guó)際發(fā)明專利10多項(xiàng)，并開(kāi)展了22/28/40/55/110/180nm等多個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的芯片設(shè)計(jì)及流片工作。王超教授是IEEE高級(jí)會(huì)員、IEEE CASS-EDS-SSCS集成電路方向武漢聯(lián)合分會(huì)聯(lián)合創(chuàng)始人和現(xiàn)任主席（榮獲2021年度IEEE固態(tài)電路學(xué)會(huì)全球杰出分會(huì)獎(jiǎng)）、IEEE CASS-EDS-SSCS集成電路方向華科學(xué)生分會(huì)導(dǎo)師，曾擔(dān)任IEEE TBioCAS學(xué)報(bào)的客座編輯（AE），以及IEEE TCAS-I學(xué)報(bào)、IEEE CAS雜志等集成電路核心國(guó)際期刊編委副編輯（AE）。