近日,我院两名研究生的毫米波芯片研究成果论文《A 52-to-73GHz Tri-Coupled Transformer Based Noise Self-Canceling and Gm-Boosting LNA with 3.78dB NF and 22.4dB Gain in 40nm CMOS》《A 52-67 GHz Ultra-Compact Bi-directional Gate-switching Cascode Amplifier with Tri-coil Broadband Matching in 40-nm CMOS》在2023年IEEE定制集成电路设计会议(IEEE Customed Integrated Circuit Conference,CICC)上发表。
CICC作为芯片设计领域最重要的国际学术会议之一,于2023年4月21日至26日在美国圣安东尼奥举行。两篇论文第一作者分别为学院硕士研究生柯嘉聪、贾浩阳同学。其中,以柯嘉聪同学为一作的论文获得了无线分会投稿中的评分前三名,被推荐至国际顶级期刊IEEE Journal of Solid State Circuits投稿。
会议简介:IEEE定制集成电路设计会议(IEEE Customed Integrated Circuit Conference,CICC)是芯片设计领域最重要的国际学术会议之一,与IEEE国际固态电路会议同属IEEE固态电路协会旗下的5个重要会议之一。IEEE定制集成电路设计会议自设立以来,每年吸引众多来自世界各地的知名学者、研究人员和工业界代表参与,投稿需要通过评审委员会的多轮严格审核,最终发表的文章代表了学术界和工业界的先进设计思想和芯片性能标杆。
图一论文(1)的设计创新性
图二论文(1)芯片显微照片
会议论文简介(1):噪声消除技术(Noise Canceling)是一种有效压缩晶体管噪声的噪声优化技术。然而传统噪声消除电路存在额外的有源辅助路径,引入额外的噪声源,导致无法实现更彻底的噪声消除。为了解决上述问题,本文提出了一种基于三耦合变压器(Tri-coupled XFMR)的噪声消除和跨导增强(Gm-boosting)低噪声放大器结构。该电路结构没有引入辅助有源器件的任何额外热噪声,依托该创新型电路设计和设计角度,文章实现了世界领先水平的噪声性能和宽带增益性能。
图三 论文(2)的设计创新性
图四 论文(2)芯片显微照片
会议论文简介(2):双向收发机架构能够有效地降低芯片面积至原来的一半,从而大幅度的降低生产制造成本。但是在双向收发机中,传统的双向放大电路存在着显著的电流泄露,降低了放大器的放大效率和工作带宽,严重限制了双向收发电路在毫米波等高频频段的应用。针对该问题,本文提出了一种基于栅极开关(gate-switching)的双向共源共栅放大器。该放大器采用带有栅极开关的共源共栅结构,在控制双向工作模式的同时消除电路工作时的漏电流,从而提升放大器在高频毫米波频段下的工作性能。文章实现了业界领先水平的双向放大电路工作性能和芯片尺寸。
图五 柯嘉聪同学照片
作者介绍(1):柯嘉聪,华南理工大学微电子学院微电子学与固体电子学专业2020级硕士研究生,汉族,中共预备党员。获2021年宏平长青科技奖学金二等奖、2022年宏平长青科技奖学二等奖、2020年第四届全国大学生集成电路创新创业大赛全国三等奖、华南赛区二等奖、2021年第五届全国大学生集成电路创新创业大赛全国二等奖、华南赛区一等奖。专注学科前沿,围绕硅基毫米波收发机前端放大器设计开展研究,以第一作者发表在EI论文三篇,获得集成电路版图专利两项。
图六 贾浩阳同学照片
作者介绍(2):贾浩阳,华南理工大学电子与信息学院集成电路专业2019级硕士研究生,现于爱尔兰都柏林大学攻读博士学位,汉族,中共党员。获2021年研究生国家奖学金,2021年宏平长青科技奖学金一等奖,2021年第五届全国大学生集成电路创新创业大赛全国一等奖,2021年第十六届中国研究生电子设计竞赛华南赛区二等奖,2018年广东省电子设计大赛省级一等奖。研究兴趣主要包括毫米波功率放大器,双向收发机及其关键模块,以第一作者或者共同一作身份发表EI会议四篇,获得授权发明专利一项,并作为核心成员参与国家级项目两项。
论文链接:
https://ieeexplore.ieee.org/document/10121239
https://ieeexplore.ieee.org/document/10121214