一、基本情况
集成电路研究所下设4个PI团队,目前共有固定教师27人,其中国家级人才10人;在读研究生320余人,年招收集成电路工程硕士研究生超100人。研究所依托研究院与西安校本部共建,协同推进集成电路科学与工程一级学科建设,支撑国家集成电路产业建设。
二、建设目标
坚持国家需求牵引,瞄准集成电路“卡脖子”难题,充分发挥电子信息、计算机、通信等学科交叉的特色,聚焦集成电路学科前沿,建设国家集成电路产教融合平台,保持模拟集成电路、硅基微系统等优势方向,开展后摩尔集成器件、射频集成系统、智能感知芯片、集成电路EDA软件、集成电路装备等研究,形成标志性大成果。
三、研究方向
(1)模拟集成电路与模拟计算、智能光电探测器与集成系统、射频集成电路与微系统、脑机接口与智能芯片、芯片化雷达与微系统集成等。
(2)新型低功耗高性能器件及技术;高能效存算一体器件和量子技术开发;先进高功率/RF器件及工艺研发;智能芯片集成与开发。
四、产业布局
集成电路研究所面向国家重大工程和产业应用,立足自主可控,解决全信号链高效模拟集成电路设计的科学技术问题,突破高效微系统集成设计技术。
五、PI团队负责人
韩根全、丁瑞雪。
六、代表性成果
1.特高压大功率半导体器件与芯片技术
针对氧化镓功率器件展开其关键性技术研究,实现了异质集成MOSFETs技术及超结(SJ)电场调控技术,研制的新型宽禁带半导体器件高电压、大带宽的特性,用于电力传输可以有效降低传输过程中的能量消耗,有效地提升能量利用率,助力碳达峰、碳中和目标的实现。
2.存算融合集成电路技术与存算一体芯片
针对后摩尔时代,集成电路面临的“存储墙”和“功耗墙”问题,基于系统-架构-电路-器件-工艺协同设计,发展存算融合集成电路器件技术与工艺,建立存算一体电路架构,突破冯诺依曼瓶颈。研制了基于铁电晶体管的存算一体阵列,核心理论能效可达 1000 TOPS/W以上。
3.高精度模数转换器(ADC)与模拟前端芯片
基于Sigma-Delta架构与噪声整形逐次逼近架构,提出了高效数字校准等技术,研制了一系列高精度ADC及模拟前端芯片,最高信号带宽达到MHz,分辨率覆盖16-24位,70Hz信号带宽内有效精度超过20位;目前正在研制32位ADC及模拟前端芯片。成果在航天、工业及消费电子领域获得了批量应用,已获2020年中国电子学会科学技术奖自然科学一等奖。
4.高性能射频集成电路
突破了射频收发前端低功耗低噪声技术,提出了自动环路增益控制、自动频带调节、噪声消除、谐波抑制等技术,研制了高集成度低功耗传感信号收发机、毫米波收发机等芯片,功率增益22.6dB,噪声系数达到3.2dB。基于PLL的时钟源频率覆盖范围1-40GHz,抖动低于百fs级,自动频率校准时间低至ns级。
5.高速模数转换器(ADC)及模拟前端(AFE)芯片
基于流水线、流水线-逐次逼近、时域交织运算、时间数字转换等架构,以及高速并行采样及数字校准等技术,研制了一系列高速ADC,ADC最高采样率达到64GHz,分辨率覆盖8-14位;研制了多通道高精度航天光学相机高速AFE芯片,集成度和精度达到已报道最高值;成果获得2019年国家技术发明二等奖。