ISSCC 2025Session 8Digital Circuits65nm CMOS
本文针对现代系统级封装中日益严峻的热管理和电源传递挑战,提出了一种双VDD-温度传感器,采用传感器融合技术同时感知温度和电压,在65nm CMOS工艺中实现了2.4°C的温度精度和9mV的电压精度(±3σ)。该传感器有助于在运行时进行精细的热和电源管理,减少电压保护带。
▸提出了一种传感器融合架构,能够同时测量温度和电源电压,实现高精度的联合感知。
▸通过在65nm CMOS工艺中采用数字辅助校准和信号处理技术,达到了2.4°C和9mV(±3σ)的低误差。
ISSCC 2023Session 29AI / ML65nm CMOS
该论文提出了一种基于混合信号处理存内计算(Processing-in-Memory)的k-SAT求解器,在65nm CMOS工艺中实现,功耗仅32.5mW。针对30变量126子句的k-SAT问题,该求解器达到了74.0%的求解率,显著优于此前16%的求解率水平,解决了传统硬件求解器对复杂问题求解率低的问题。
▸首次采用混合信号处理存内计算架构实现k-SAT求解器,将存储与计算融合以降低数据搬移开销。
▸在低功耗(32.5mW)条件下实现了74.0%的高求解率,针对30变量126子句的复杂问题显著超越先前设计。
ISSCC 2022Session 25Data Converters
该论文提出了一种低过采样率(OSR<8)的四阶噪声整形逐次逼近寄存器(NS-SAR)模数转换器,通过浮空反相放大器(FIA)辅助的EF-CRFF结构实现高阶噪声整形,并采用噪声抑制的推挽缓冲器来提升功耗效率,最终实现了84dB SNDR的高分辨率。
▸提出FIA辅助的EF-CRFF结构,在低功耗硬件下实现了四阶优化噪声整形,克服了低OSR下高阶NS的稳定性与功耗折衷。
▸采用噪声抑制的推挽缓冲器,降低了缓冲器引入的噪声,进一步提升了整体信噪比和能效。
ISSCC 2022Session 19Power Management
该论文提出了一种宽带毫米波VSWR鲁棒的真功率检测器和阻抗传感器,支持单端天线接口,解决了天线阻抗变化对功率放大器性能的影响问题。通过联合检测真功率和阻抗,实现了在K/Ka波段(24-40GHz)的稳定工作。
▸提出了一种联合真功率检测和阻抗传感的电路结构,能够同时测量功率和天线阻抗变化。
▸实现了宽带(24-40GHz)VSWR鲁棒性,支持单端天线接口,无需额外平衡-不平衡转换器。
ISSCC 2022Session 19Power Management
本文提出了一种覆盖26-39GHz的宽带超紧凑高线性度无开关混合N/PMOS双向PA/LNA前端,用于5G毫米波大规模MIMO系统。该设计通过无开关架构和混合晶体管结构实现了面积高效和双向性能,解决了毫米波前端集成中的紧凑性和线性度挑战。
▸采用无开关双向架构,避免了传统开关的插入损耗和面积开销,实现PA和LNA的共享路径。
▸创新性地混合使用N型和PMOS晶体管,优化了双向工作下的线性度和效率,同时保持宽带性能。
ISSCC 2021Session 27Data Converters
该论文提出了一种基于单放大器EF-CIFF结构的3阶噪声整形SAR ADC,通过全动态硬件复用技术实现了高能效和高分辨率。解决了高阶噪声整形带来的功耗和面积开销问题,在0.4pF输入电容下达到了13.8-ENOB的性能。
▸提出单放大器EF-CIFF结构,实现3阶噪声整形,显著降低硬件开销和功耗。
▸采用全动态硬件复用技术,进一步优化能效和面积效率。
ISSCC 2021Session 26RF & Wireless
提出了一种双驱动拓扑的毫米波功率放大器,用于5G通信,实现了50%的最大功率附加效率(PAE),解决了毫米波频段高效率和高线性度需求的矛盾。
▸采用双驱动拓扑结构,在不增加复杂度的前提下提升功率回退效率。
▸通过多谐波终端优化和拓扑改进,克服了先进硅工艺低电压下的性能瓶颈。
ISSCC 2020Session 31Digital Circuits65nm CMOS
该论文提出了一种基于混合信号振荡器的神经SLAM加速器,用于边缘机器人中的超低功耗同时定位与地图构建(SLAM)问题。通过创新的电路设计,实现了8.79 TOPS/W的能效和23.82 mW的功耗,显著降低了边缘机器人的能耗。
▸提出混合信号振荡器架构,替代传统数字计算单元,实现神经SLAM的高能效加速。
▸在65nm工艺下实现8.79 TOPS/W的能效和23.82 mW的超低功耗,适用于边缘机器人场景。
ISSCC 2020Session 24RF & Wireless
该论文提出一种瞬时宽带超紧凑高线性功率放大器,采用补偿分布式巴伦输出网络,以实现5G毫米波频段(如n257、n258、n260)的多频段覆盖。解决了传统PA在宽带、高线性与紧凑尺寸之间的折衷问题。
▸提出补偿分布式巴伦输出网络,实现瞬时宽带和高线性度。
▸实现超紧凑芯片面积,适合多频段5G毫米波应用。
ISSCC 2020Session 24RF & Wireless
该论文提出了一种28GHz的电流模逆包络发射机,利用逆包络架构有效提升了毫米波功率放大器在功率回退时的效率。实验结果显示在饱和功率和6dB回退下分别达到40%和31%的PA效率,并支持15Gbps的数据传输速率,解决了5G及未来通信中高PAPR信号对线性度与效率的严苛要求。
▸首次提出电流模逆包络(Current-Mode Inverse-Outphasing)架构,通过电流域合成实现高效功率回退。
▸在28GHz毫米波频段,同时实现了饱和功率和6dB回退下的高效率(40%/31%),为高PAPR调制提供了可行方案。
ISSCC 2020Session 24AI / ML
该论文提出了一种24-30GHz瓦级宽带线性Doherty功率放大器,采用多初级分布式有源变压器功率合成技术,解决了5G毫米波用户设备中因天线阵列数量受限而需要高输出功率的问题。
▸提出多初级分布式有源变压器功率合成架构,实现宽带高功率输出。
▸采用线性Doherty结构,在宽频带内保持高效率和高线性度。
ISSCC 2019Session 4AI / ML
本文提出了一种级联非对称分布式有源变压器(DAT)结构,用于解决60GHz毫米波CMOS功率放大器中因绕组间电容导致的阻抗变换不对称问题,实现了瓦特级峰值输出功率。
▸提出级联非对称分布式有源变压器(Cascaded Asymmetric DAT)结构,有效补偿高频下DAT各段之间的阻抗失配。
▸在60GHz CMOS工艺中首次实现基于DAT的瓦特级功率放大器,克服了毫米波频段DAT设计的挑战。
ISSCC 2019Session 4Power Management
该论文提出了一种用于毫米波5G通信的超分辨率混合信号Doherty功率放大器,通过混合信号架构和Doherty技术提升线性度和效率,解决高峰均比波形下的功率回退效率问题。
▸提出超分辨率混合信号Doherty PA架构,结合数字辅助线性化技术实现高线性度。
▸在毫米波频段实现高效率功率回退,支持多Gb/s调制信号。
ISSCC 2019Session 4Power Management
提出了一种毫米波3路线性Doherty辐射器,采用多天线耦合和天线上的电流缩放串联合成器,以提高峰值和回退效率。解决了5G通信中高峰均比导致的效率问题。
▸首次将多天线耦合与Doherty架构结合,实现3路线性辐射。
▸提出片上电流缩放串联合成器,优化天线级效率。
ISSCC 2019Session 25Hardware Security
该论文提出一种利用安全感知的集成电压调节器技术,增强128位AES引擎对功耗和电磁侧信道攻击的抵抗能力。通过并行与串行数据路径的AES引擎实现,显著提升了安全性。
▸首次采用安全感知的集成电压调节器(IVR)同时提升功耗和电磁侧信道攻击的抵抗性
▸针对并行(128位)和串行(8位)两种AES架构进行优化,验证了方案的有效性
ISSCC 2019Session 14AI / ML65nm
该论文提出了一种65nm工艺的混合数字-混合信号计算平台,用于加速基于模型和无模型的群体智能算法。通过混合信号处理与数字逻辑的协同设计,实现了1.1至9.1TOPS/W的能效范围,适用于群体机器人协同任务如模式形成和强化学习。
▸提出混合数字-混合信号架构,结合模拟计算的高能效与数字处理的灵活性,用于群体智能加速。
▸支持模型基和模型无关的群体算法,实现通用性,覆盖多种协同任务如路径规划和强化学习。
ISSCC 2018Session 7AI / ML55nm CMOS
该论文提出了一种55nm工艺的时间域混合信号神经形态加速器,集成了随机突触和嵌入式强化学习,旨在实现智能体的连续学习能力。通过混合信号电路和随机突触机制,解决了传统数字加速器在强化学习任务中效率低下的问题。
▸采用时间域混合信号处理架构,结合模拟计算的高能效和数字电路的灵活性。
▸引入随机突触实现概率性权重更新,支持嵌入式强化学习算法。
ISSCC 2018Session 4mm-Wave
该论文提出了一种64GHz全双工收发机前端,采用片上多馈自干扰消除天线和全通网络,解决了毫米波全双工系统中宽带调制自干扰抑制的难题。通过天线域、射频域和数字域的分布式抵消,实现了约100dB的自干扰消除,显著降低了接收机线性度要求。
▸首次在64GHz毫米波频段实现片上多馈自干扰消除天线,提供天线域的高隔离度。
▸结合全通网络和分布式抵消架构,在宽带调制信号下实现约100dB的自干扰抑制。
ISSCC 2018Session 4mm-Wave
该论文提出了一款23-30GHz混合波束成形MIMO接收机阵列,采用闭环多级前端波束成形器,旨在解决未来5G及动态环境(如AR/VR、车联网)中毫米波窄波束的快速精确对准与跟踪问题。通过全视场动态波束成形,提升了链路可靠性与低延迟性能。
▸提出闭环多级前端波束成形架构,实现全视场动态波束跟踪,无需静态对准。
▸混合波束成形MIMO接收机阵列,兼顾大规模阵列增益与灵活波束控制。
ISSCC 2018Session 26RF & Wireless
本文提出了一种连续模式谐波调谐的19-29.5GHz超线性功率放大器,支持18Gb/s数据率,实现了18.4%的调制PAE和43.5%的峰值效率,解决了5G毫米波系统中高密度星座调制对线性度的严格要求。
▸采用连续模式谐波调谐技术,在宽频带内实现高效和线性度优化。
▸通过超线性设计方法,同时提升AM-AM和AM-PM性能,支持256-QAM等高阶调制。
ISSCC 2018Session 26RF & Wireless
该论文提出了一种62-68GHz频段的线性6Gb/s 64QAM CMOS Doherty辐射器,通过Doherty架构提升了毫米波功率放大器在功率回退时的效率,解决了高PAPR信号传输时能量效率低的问题。实测峰值PAE为27.5%,6dB回退PAE为20.1%。
▸首次在62-68GHz毫米波频段实现高性能Doherty PA,支持6Gb/s 64QAM线性调制。
▸通过优化Doherty架构和电路设计,同时实现了高峰值效率和优良的功率回退效率。
ISSCC 2017Session 8Digital Circuits
本文提出一种安全感知的集成降压稳压器,用于提高AES-128加密核心对电源侧信道攻击(如DPA和CPA)的抵抗能力。通过带宽限制的集成低压差稳压器、多相开关电容稳压器以及相随机化等技术,实现了数据无关的电源电流模式,从而有效抵御侧信道攻击。
▸首次将集成降压稳压器与安全设计相结合,通过稳压器的带宽限制和相随机化技术,在不显著增加面积和功耗的情况下,显著提升加密核心的侧信道攻击抵抗能力。
▸提出一种多相开关电容电压调节器架构,结合相位随机化,能够有效平滑电源电流的统计特性,使得攻击者难以从电源侧提取密钥信息。
ISSCC 2017Session 2Power Management
本文提出了一种适用于5G大规模MIMO系统的28/37/39GHz多频段线性Doherty功率放大器。通过多频段匹配和线性化技术,该PA在多个频段实现了高效率和良好线性度,解决了毫米波多频段通信中功率放大器效率和线性度折中的难题。
▸提出了一种多频段Doherty功率放大器架构,能够在28/37/39GHz三个频段同时工作,并保持高效率和高线性度。
▸采用了新型的多频段阻抗匹配网络和线性化偏置技术,有效提升了功率回退效率并改善了相邻信道泄漏比。
ISSCC 2017Session 17Wireline I/O
该论文提出了一款封装的全波段连续波毫米波/太赫兹发射机(90-300GHz)和相干接收机(115-325GHz),用于高光谱成像。该设计采用CMOS工艺实现了极宽的频率覆盖和相干接收能力,解决了传统单频成像无法提供光谱信息的问题。
▸首次在CMOS中实现了覆盖90-300GHz的发射机和115-325GHz的相干接收机,用于全波段连续波高光谱成像。
▸采用封装集成技术,在片外实现宽频带匹配与信号耦合,克服了CMOS工艺在太赫兹频段的损耗和寄生效应。
ISSCC 2017Session 17Wireline I/O
该论文提出了一种60GHz片上线性辐射器,采用多馈天线技术实现单元素27.9dBm的饱和输出功率和33.1dBm的峰值等效全向辐射功率,旨在解决毫米波5G通信中高路径损耗和链路预算限制下的功率合成与线性度问题。
▸提出多馈天线结构实现片上功率合成,降低无源网络损耗
▸实现单元素高输出功率和高EIRP,无需外部功率合成器
ISSCC 2017Session 13RF & Wireless
A 24dBm 2-to-4.3GHz Wideband Digital Power Amplifier with Built-In AM-PM Distortion SelfCompensation
本文提出了一种工作于2-4.3GHz的宽带数字功率放大器(DPA),通过内置的AM-PM失真自补偿技术,解决了数字功率单元操作引起的严重AM-PM失真问题,实现了24dBm输出功率和高线性度。
▸提出了一种内置的AM-PM失真自补偿技术,无需额外校准或反馈电路,有效抑制数字PA的相位失真。
▸实现了2-4.3GHz的宽带覆盖,同时保持24dBm的高输出功率和良好的线性度。
ISSCC 2015Session 5Analog Circuits0.13µm CMOS
该论文提出了一种采用0.13µm工艺的全数字低压差稳压器,通过自适应控制和降低动态稳定性技术,实现了超宽动态范围内的电压调节。解决了传统LDO在宽负载电流范围下效率低、稳定性差的问题。
▸提出全数字控制架构,利用自适应控制策略动态调整环路参数,提升宽负载范围内的瞬态响应。
▸通过降低动态稳定性要求,简化补偿网络,减小芯片面积并提高能效。
ISSCC 2014Session 24Medical & Bio
本文提出了一种用于深部脑刺激的功率高效开关电容刺激系统,通过感应经皮链路提供电力,并采用电流控制刺激实现精确电荷控制和安全操作,同时提高功率效率。
▸采用开关电容结构替代传统线性稳压器,显著提高刺激系统的功率效率。
▸集成感应经皮链路与功率管理方案,实现无电池头戴式深部脑刺激装置。
ISSCC 2013Session 4Wireless0.35µm CMOS
该论文提出了一种采用单电感的0.35µm CMOS压电能量采集器,通过能量投资技术延长振动周期内的阻尼时间,从而提升采集效率。解决了微型系统因储能有限而导致寿命短的问题。
▸首次在压电能量采集中采用单电感结构,通过切换开关和电感电路实现能量投资,高效延长阻尼(采集)持续时间。
▸无需桥式整流器,减少了电压损耗和器件数量,提高了整体能量转换效率。
ISSCC 2012Session 16Power Management
该论文提出了一种自适应可重构有源电压倍增器/整流器,用于解决植入式医疗设备在感应式电力传输中因线圈耦合变化导致的接收电压大幅波动问题。通过动态配置电路结构,实现了宽输入范围下的高效整流和电压倍增。
▸提出自适应可重构架构,根据输入电压幅度自动切换电压倍增器或整流器模式,以优化功率转换效率。
▸采用有源整流技术,利用比较器和开关管替代传统二极管,降低导通压降,提高效率。
ISSCC 2010Session 6Medical & Bio
本文提出了一种电感供电的32通道无线神经记录系统级芯片,用于神经科学研究。该系统通过无线供电和数据传输,解决了传统有线神经记录设备在长期植入和动物实验中的局限性,实现了可扩展的多通道神经信号采集。
▸采用电感耦合无线供电技术,无需电池或导线,适合长期植入。
▸32通道可扩展架构,支持多通道神经信号同步记录。
ISSCC 2010Session 27RF & Wireless
该论文提出了一种单电感AC-DC压电能量收集器/电池充电器集成电路,能够将微小的压电交流信号(±0.35-1.2V)转换为稳定的直流电压(2.7-4.5V)给电池充电,解决了微系统能量受限的问题,并实现了准无损的LC能量传输和低损耗整流。
▸采用单电感结构同时实现AC-DC转换和电池充电,减少了元件数量。
▸提出准无损LC能量传输技术,提高了能量转换效率。
ISSCC 2009Session 26Other
该论文提出了一种单电感双输入双输出升降压DC-DC转换器,用于燃料电池和锂离子电池的充电供电系统,解决了微型无线传感器中能量和功率受限的问题。通过单电感结构实现了多源输入和多负载输出的高效管理。
▸提出单电感双输入双输出架构,同时支持燃料电池和锂离子电池的充电与供电。
▸采用升降压拓扑,适应宽输入电压范围,提高系统效率。
ISSCC 2009Session 12RF & Wireless
该论文提出了一种采用正负反馈技术的差分共栅CMOS低噪声放大器(LNA),解决了传统共栅LNA在增益、噪声系数与输入阻抗匹配之间的折中问题。通过正负反馈结构,在3.6mW低功耗下实现了优越的带宽、线性度、稳定性和对PVT变化的鲁棒性。
▸提出正负反馈技术,在不增加功耗的情况下改善共栅LNA的增益和噪声性能,同时保持50Ω输入匹配。
▸采用差分共栅结构,结合正负反馈,增强了电路的带宽、线性度和稳定性。
ISSCC 2008Session 32Sensors0.6µm CMOS
该论文提出了一种用于电容式MEMS加速度计的斩波稳定接口电路,采用0.6µm CMOS工艺中的横向双极型晶体管(BJT)作为输入级,以降低低频闪烁噪声。实现了接近直流的微重力分辨率,满足了高精度惯性导航等应用需求。
▸采用横向BJT输入级替代传统MOSFET,显著降低1/f噪声,提升低频分辨率。
▸结合斩波稳定技术,消除低频噪声和失调,实现近DC的微g级加速度检测。