ISSCC 2025

2025年2月16日至20日，第72屆國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(International Solid-State Circuits Conference，ISSCC ) 2025在美國(guó)舊金山舉行，西安交通大學(xué)微電子學(xué)院3項(xiàng)研究成果入選，ISSCC會(huì)議發(fā)表的每篇論文都代表著當(dāng)前芯片領(lǐng)域最前沿的研究成果。

圖1. 論文現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告照片

西安交通大學(xué)微電子學(xué)院此次入選ISSCC 2025的論文中有2篇來(lái)自桂小琰教授課題組，均為有線通信領(lǐng)域。其中一篇的論文題目為“A 60-Gb/s NRZ Burst-Mode CDR with Cross-Injection Locking and Flash Phase Detector Achieving 0.13-ns Reconfiguration Time in 28nm CMOS”，針對(duì)全光交換網(wǎng)絡(luò)，采用28nm CMOS工藝設(shè)計(jì)了一款60Gb/s的突發(fā)CDR，創(chuàng)新性地提出交叉注入鎖定和全并行鑒相技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高傳輸速率和超快鎖定，芯片綜合性能指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。論文第一作者為微電子學(xué)院博士生魏上杰，通訊作者為桂小琰教授。

圖2. 60-Gb/s突發(fā)CDR關(guān)鍵技術(shù)

另一篇論文題目為“A Low-Latency 200Gb/s PAM4 Heterogeneous Transceiver in 130nm SiGe BiCMOS and 28nm CMOS for Retimed Pluggable Optics”，創(chuàng)新性地提出了一款異質(zhì)集成的200G SerDes收發(fā)機(jī)，是學(xué)術(shù)界首個(gè)單通道200G SerDes收發(fā)機(jī)的完整解決方案。其中200Gb/s模擬MUX/DEMUX采用130nm SiGe BiCMOS工藝，100Gb/s混合信號(hào)收發(fā)機(jī)采用28nm CMOS工藝。該200G收發(fā)機(jī)用于重定時(shí)可插拔光學(xué)器件，從而在光端實(shí)現(xiàn)了200G性能，同時(shí)，不會(huì)受到電信道大插損的影響，與ODSP解決方案相比，可以在類似的能效下大大降低延遲。論文的共同一作為微電子學(xué)院博士生唐人杰和王卡楠，通訊作者為桂小琰教授。

圖3. 200G SerDes收發(fā)芯片照片

在有線通信領(lǐng)域，Intel、英偉達(dá)(NVIDIA)、博通(Broadcom)、Marvell、AMD、Synopsys、Cadence等北美企業(yè)保持絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，迄今為止，中國(guó)大陸僅有北京大學(xué)、南方科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和西安電子科技大學(xué)先后在該領(lǐng)域有ISSCC成果發(fā)表。近年來(lái)，桂小琰教授團(tuán)隊(duì)專注于高速有線通信和無(wú)線通信集成電路設(shè)計(jì)，在相關(guān)領(lǐng)域取得了多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的原創(chuàng)性研究成果，得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

另外1篇論文來(lái)自耿莉教授課題組，論文題目為“A 6.78MHz 94.2% Peak Efficiency Class-E Transmitter with Adaptive Real-part Impedance Matching and Imaginary-part Phase Compensation Achieving a 33W Wireless Power Transfer System”。針對(duì)6.78MHz無(wú)線能量傳輸(WPT)系統(tǒng)的高效能量傳輸目標(biāo)，聚焦于解決WPT系統(tǒng)發(fā)射端中因負(fù)載阻抗動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致的效率降低問(wèn)題，提出了一種自適應(yīng)實(shí)部阻抗匹配技術(shù)與虛部相位補(bǔ)償控制器協(xié)同設(shè)計(jì)方案。通過(guò)實(shí)時(shí)匹配負(fù)載阻抗的實(shí)部分量，并補(bǔ)償虛部相移，發(fā)射機(jī)可在復(fù)雜阻抗范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)與零電壓導(dǎo)數(shù)開(kāi)關(guān)(ZVDS)，顯著降低了開(kāi)關(guān)損耗。同時(shí)，首次提出WPT發(fā)射端E類功率放大器任意阻抗條件建模和雙向非線性回歸設(shè)計(jì)方法，通過(guò)阻抗曲線與ZVS軌跡在復(fù)阻抗平面內(nèi)對(duì)齊，為動(dòng)態(tài)負(fù)載場(chǎng)景下阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)和高效功率傳輸提供了理論范式。論文第一作者是微電子學(xué)院博士生熊宇豪，共同通訊作者是薛仲明副教授、郭卓奇副教授和耿莉教授。

近年來(lái)，耿莉教授團(tuán)隊(duì)深耕芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在電源管理、無(wú)線射頻、高速通信芯片方向取得多項(xiàng)突破性進(jìn)展，研究成果在ISSCC、CICC、JSSC、TPE、TCAS-I/II等國(guó)際著名會(huì)議及期刊上發(fā)表。

圖4 WPT芯片照片與架構(gòu)示意圖

ISSCC

ISSCC國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議由IEEE固態(tài)電路學(xué)會(huì)舉辦，是全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn)的集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域最高級(jí)別會(huì)議，被認(rèn)為是集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的“芯片奧林匹克大會(huì)”。始于1953年的ISSCC通常是各個(gè)時(shí)期國(guó)際上最尖端固態(tài)電路技術(shù)最先發(fā)表之地，每年吸引超過(guò)3000名來(lái)自世界各地工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的參會(huì)者。