JSSC 2024第4期RF & Wireless5nm

A 0190-pJbit 252-Gbswire Inverter-Based AC-Coupled Transceiver for Short-Reach D

提出一种基于反相器的短距离交流耦合收发器，用于硅中介层通信。

5nm CMOS, 0.75V, 25.2 Gb/s/wire, 0.190 pJ/bit

短距离通信交流耦合反相器电容分压低功耗

▸创新点1：低功耗电容分压驱动（电路创新）。通过电容分压技术实现低信号摆幅，显著降低驱动功耗，相比传统轨到轨CMOS驱动功耗减少一半以上，同时提供直流电压隔离。

▸创新点2：两级接收器结构（电路创新）。采用两级接收器设计，第一级跨阻放大器（TIA）放大脉冲数据，两级正反馈捕获数据并维持线路直流电平，提升信号处理效率和可靠性。

▸创新点3：直流电压隔离（系统创新）。通过小串联电容器实现驱动器与接收器之间的直流电压隔离，避免直流偏置问题，增强系统稳定性和兼容性。

▸创新点4：高能效性能（系统创新）。在5nm标准CMOS工艺下，采用0.75V供电，实现25.2 Gb/s/线的传输速率，能效达到0.190 pJ/bit，显著提升短距离通信的能效比。

Abstract

This article presents an inverter-based short-reach ac-coupled toggle (ISR-ACT) link targeted for short-reach die-to- die communication over silicon interposer or similar high-density interconnect. The ISR-ACT’s transmitter (TX) sends non-return- to-zero (NRZ) data through a small series capacitor to inject low-swing pulses into the line. These pulses are amplified and latched by a two-stage receiver (RX), where the 1st-stage tran- simpedance amplifier (TIA) amplifies the pulse data and positive