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微纳电子与系统集成研究中心
发布日期:2016-05-04

中心简介

ag88登录|首页微纳电子与系统集成研究中心,依托北京大学微纳电子学研究院,致力微电子新技术的研究和产业化应用。目前重点开展数据通信集成电路、微传感器接口电路、医疗电子、SoC系统集成等方面的研究,主要包括:模拟/全数字锁相环、高速数据传输和收发机、A/DD/A转换器等数模混合IP设计;SOI和射频电路的静电泄放保护新结构、抗软失效存储单元结构等器件及电路可靠性设计;通信系统和数字信号处理的系统结构研究、SoC可测性设计;MEMS陀螺/加速度计接口电路、制冷型和非制冷型红外焦平面读出电路、高能粒子探测器接口电路等微传感器接口电路设计等。多款芯片获得工程化批量应用。

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科研团队

王阳元,院?士,研究领域为新器件、新工艺技术和新结构电路

?如,院?士,研究领域为新器件技术及其应用

盖伟新,教?授,研究领域为集成电路与系统级芯片设计

陈中建,教?授,研究领域为微传感系统及其信号处理芯片设计

冯建华,副教授,研究领域为VLSI测试和可测试性设计

鲁文高,副教授,研究领域为传感器接口芯片及数字化技术

张雅聪,副教授,研究领域为低噪声传感器接口芯片设计

叶红飞,工程师,研究领域为集成电路测试

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主要研究项目

?? 面向消费电子的MEMS惯性测量微系统

?? 高速低功耗数据通信互连技术与芯片研究

?? 高速信号演进及编码技术

?? 基于分布式Σ/△与扩展量化的红外焦平面阵列像素级/列级混合式模数转换方法研究

?? 下一代高速低功耗数据收发器系统架构研究

?? 高计数率多通道核辐射探测器读出芯片研究

?? Q值闭环电容式MEMS加速度计高精度数字化读出技术研究

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科研成果

?? 32Gb/s超高速发射机芯片??

????????????????????????????????????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?32Gbps发射机芯片照片? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 32Gbps输出数据眼图

低功耗的32Gb/s PAM4型超高速数据发射机:采用LVDS驱动级,将驱动器的功耗降低了一半;提出了一种新型的预加重方式,能够减小预加重过程中的能量消耗,将能量效率提高了40%。测试结果表明,在差分输出摆幅为400mV时,消耗功耗30mW,能量效率达到0.9375pJ/bit

?? 5.4Gb/s收发机芯片

? ??? ??? ??? ? ? ? ? ?5.4Gb/s芯片照片 ? ? ? ? ?发射机输出眼图 ? ? ? ? ?PRBS31经过信道 ? ? ? ? ?PRBS31码型接收浴盆曲线

由于传输通道的集肤效应和介质损耗带来的信号衰减、阻抗不连续导致信号的反射和调制、临近通道的高频串扰等因素,当信号到达数据链路远端时其数据眼图完全闭合。针对这一问题,中心科研人员设计了一种工作速率为5.4Gbps接收器,其能效仅为6.6 mW/Gb,抖动的最小容限为0.6UI,深度时钟展频为6000ppm,能补偿频变通道衰减20dB,申请相关发明专利10多项。


?? 非制冷红外焦平面阵列ASIC

?? ?????????????????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 红外焦平面ASIC芯片照片 ? ? ? ? ? ? ? ?测试板 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 红外成像效果图 ?

国内第一款640×512规模集成片上ADC的非制冷红外焦平面阵列ASIC芯片,该芯片由北方夜视集团委托开发,适用于17mm像元中心距的640×512氧化钒微测辐射热计传感器阵列。该芯片对传感器的温度效应进行了自补偿,实现了无TEC功能;还集成了640个高精度列级ADC,基于差分斜坡粗量化和DLL细量化实现14位模数转换,实测RMS噪声低至0.5LSB。北方夜视集团基于该芯片完成了非制冷红外组件和成像系统样机,取得了良好的成像效果,目前正基于该芯片进行后续产品开发。该芯片还获得了“中国青年创新创业大赛天津赛区二等奖”、“全国总决赛优胜奖”。

?? PIN辐射探测器接口ASIC

??? ??????????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 接口芯片照片 ? ? ? ? ? ? ? 辐射探测微系统测试板 ? ? ? ? ? ? ?表式个人剂量仪样机? ? ? ?

针对个人剂量仪低功耗的需求,中心科研人员研究了硅PIN辐射探测器接口ASIC,提出一种带有相位补偿的成形器结构和一种基于电流镜的基线保持结构,解决了低功耗、低噪声、稳定性、基线漂移抑制等关键技术,成功研制了这款辐射探测器接口ASIC芯片,并基于该芯片完成了辐射监测微系统的研制。该芯片获得了工程化批量应用,是我国第一款辐射监测与防护专用芯片,荣获教育部“科技进步一等奖”。

?? MEMS加速度计和陀螺信号读出ASIC

???? ?????????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 陀螺芯片显微照片 ? ? ? ? ? ? ? ?微系统测试板 ? ? ? ? ? ? ? ? ?测试结果图?

针对高精度惯性测量需求,中心科研人员研制了大量程、高精度、高线性度、低温漂、数字化读出的加速度计和陀螺系列ASIC。突破了机电混合系统与电路级设计与优化技术、高集成度和高精度数字化技术、温漂校准等片上数字信号处理技术,可应用于导航、汽车电子、智能手机、3D游戏等领域。