2025-12-31
近日，国际固态电路年夜会（ISSCC 2024）于美国旧金山进行。ISSCC (International Solid- State Circuits Conference) 国际固态电路集会由IEEE固态电路学会(SSCS)举办，是世界学术界及工业界公认的集成电路设计范畴第一流别集会，被认为是集成电路设计范畴的“芯片奥林匹克年夜会”。始在1953年的ISSCC凡是是各个期间国际上最尖端固态电路技能开始发表之地。每一年吸引跨越3000名来自世界各地工业界及学术界的参会者。据报道，中国从2005年初次于ISSCC发表论文以来，截止ISSCC 2024，一共发表206篇论文。
ISSCC每一篇论文都代表着当前芯片范畴最前沿的研究结果。南边科技年夜学微电子学院本年共有3篇论文入选，全数来自在潘权传授团队。此中，高速有线通讯标的目的2篇：论文1“A 112Gb/s/pin Single-Ended Crosstalk-Cancellation Transceiver with 31dB Loss Compensation in 28nm CMOS”，论文2“A 224Gb/s/wire Single-Ended PAM-4 Transceiver Front-End with 29dB Equalization for 800GbE/1.6TbE”。高密度存储器及接口标的目的 1篇：“A 64Gb/s/pin Single-Ended PAM-4 Transmitter with a Merged Pre-Emphasis Capacitive-Peaking Crosstalk Cancellation Scheme for Memory Interfaces in 28nm CMOS”。
潘权及三位集会陈诉学生（钟立平，伍伟涛，罗大军-2019届南科年夜本科卒业生）合影
于高速有线通讯标的目的，今朝北美企业连结上风。2024年整个session共收录13篇论文，此中有9篇来自北美区（Intel, Marvell, Synopsys等清一色顶尖科技公司）。中国年夜陆本年仅有2篇有线通讯的论文，全数来自南科年夜潘权团队。迄今为止，中国年夜陆也仅北京年夜学及南边科技年夜学有本事域的ISSCC结果发表。
于高密度存储器及接口标的目的，今朝韩国及美国企业连结领先。2024年整个session共收录10篇论文，此中8篇来自韩国及美国公司（SK Hynix，三星，美光），1篇来自韩国Kwangwoon年夜学，1篇来自南科年夜潘权团队。据报道，这是中国年夜陆于ISSCC高密度存储器及接口标的目的有史以来的首篇论文。
ISSCC 2024集会现场
论文一: 112Gb/s/pin Single-Ended Crosstalk-Cancellation Transceiver with 31dB Loss Compensation in 28nm CMOS
云计较及人工智能等运用的成长，将数据中央的高速接口推向了更高的数据速度，今朝超高速有线收发机的数据速度正火急需要鞭策到200+Gb/s量级。然而，这个数据速度对于无源组件（如毗连器、信道及封装）的旌旗灯号完备性提出了更严酷的要求。单规矩案多是数据速度的实用且经济高效的解决方案。起首，它经由过程一个差分信道传输两路单端旌旗灯号，使吞吐密度翻倍。此外，该方案还有放松了对于无源组件的奈奎斯特带宽要求。可是，单端链路遭遇了更严峻的噪声，尤其是长距(LR)，中距(MR)及超短距(VSR)链路中引入的串扰噪声。
南边科技年夜学潘权传授团队从体系架谈判电路设计入手，针对于繁杂的信道情况引入的串扰问题，于发射机中提出可重构串扰消弭技能来矫捷地处置惩罚轻度的感性串扰噪声及容性串扰噪声，吸收机采用低功耗的MIMO串扰消弭技能处置惩罚严峻的感性串扰噪声。为了按捺单端电路中的电源噪声等，于吸收机侧的第一级利用伪差分架构按捺噪声，后续所有级利用全差分电路架构。为了减缓伪差分掉配及晋升带宽，该事情提出了Gm-TIA型的单端转差分转换器，利用强弱路径相加及非对于称有源电感技能实现优异的伪差分掉配减缓及带宽晋升。此外，为了于基在相对于掉队的28nm CMOS工艺上实现112Gb/s的数据速度，基在多相位时钟技能的吸收机侧FFE提出以消弭ISI并实现低功耗。
基在上述立异设计，该事情提出了一款基在28nm CMOS工艺的超高速单端串扰消弭收发机，并举行了测实验证。该芯片于一对于差分信道实现了2×112Gb/s，功率效率为2.77pJ/b（发射机为1.56pJ/b，吸收机为1.21pJ/b）。它展示了将来800G/1.6T以太网中具备成本效益的解决方案的潜力。
该事情以《112Gb/s/pin Single-Ended Crosstalk-Cancellation Transceiver with 31dB Loss Compensation in 28nm CMOS》为题发表在ISSCC 2024年的超高速有线专题。
论文二: A 224Gb/s/wire Single-Ended PAM-4 Transceiver Front-End with 29dB Equalization for 800GbE/1.6TbE
跟着全世界数据流量吞吐的指数增加，数据中央互换机体系的带宽容量于已往12年里增长了80倍。今朝，互换机高速接口要求高速收发机的速度到达每一通道224Gb/s。针对于224G链路长距高损耗场景下高能效、高密度、低延迟的需求，今朝会商的可能方案有：基在高阶电平调制（PAM6/PAM8）方案、基在DSP的方案、长链路插入中继器方案等，但这些方案年夜部门存于电路体系繁杂重大、能耗较年夜、延迟高且难以实现高密度的问题。
该论文初次提出了基在“XSR/VSR SerDes或者retimer+单端收发前端”的长距链路方案，此方案使用单端收发前端实现了高能效及低延迟的损耗赔偿及传输间隔拓展。此外，发射机及吸收机前端电路的毗连是基在高密度的单端传输线阵列，这可以帮忙实现高密度的布线难题。收发机前端利用了直接耦合的设计，防止了利用年夜面积的片上或者片外隔直电容以撑持高密度的Pin口及传输线结构。收发机前端基在高共模按捺的差分及伪差分电路设计，改善单端链路对于电源噪声敏感的问题。收发机前端设计了低频/中频/高频的平衡，于差别的损耗场景下都可得到平整的链路相应。发射机及吸收机前端别离引入了群时延及电源反弹消弭技能。收发机前端拔取了SiGe工艺举行设计，充实使用SiGe工艺高增益、低噪声、高摆幅规模的特色以实现高平衡能力、高SNR、高线性度。
基在上述立异设计，此事情提出了一款基在130nm SiGe工艺的4通道高速单端收发机，并完成为了测实验证。此电路于224Gb/s/wire速度下可以实现最高赔偿29dB损耗，FOM(能效/损耗)值为0.07pJ/b/dB，误码率低至1E-7。
该事情以《A 224Gb/s/wire Single-Ended PAM-4 Transceiver Front-End with 29dB Equalization for 800GbE/1.6TbE》为题发表在ISSCC 2024年的超高速有线专题。
论文三: A 64-Gb/s/pin PAM4 Single-Ended Transmitter with Merged Pre-Emphasis Capacitive-Peaking Crosstalk Cancellation for Memory Interfaces in 28nm CMOS
跟着海量计较及人工智能运用的成长，对于内存接口的数据吞吐量要求不停提高。影响内存接口吞吐量的两个要害指标别离是单通道数据率及通道密度，跟着通道间距的削减，串扰致使的旌旗灯号完备性问题愈发严峻，严峻限定了通道密度及数据吞吐量的提高，而且GDDR6X等进步前辈DRAM运用已经经采用PAM-4信令来提高数据传输速度，PAM-4旌旗灯号对于串扰的敏感性更会加重这一问题。虽然已经经报导了一些发射机串扰消弭技能，但这些技能重要集中于NRZ，且存于信噪比低、接口效率低或者能耗高的错误谬误。是以，很是需要一种同时统筹高信噪比、高接口效率及低功耗的PAM-4串扰消弭技能。
该论文提出了一种集成型预加剧电容-峰化串扰消弭技能，采用电容阵列天生串扰消弭旌旗灯号不降低输出摆幅，该电路集成于驱动器内部防止发射机输出节点的寄生聚集，撑持高速度运行。发射机串行器采用动态逻辑门以减小寄生、提高带宽；采用无静态电流的反相器型数据选择器以降低功耗开消；采用抽头位置调制器经由过程时钟相位调制实现可重构的3抽头分数距离前馈平衡，可按照信道特征定制化抽头挨次，并提供超奈奎斯特频率的赔偿规模，从而进一步拓展带宽及PAM-4眼图的程度眼宽。此外，于时钟路径上，采用自顺应占空比校订器及正交偏差校订器消弭时钟的偏斜，削减输出抖动。
基在上述立异设计，此事情提出了一款基在28nm CMOS工艺的4通道高速PAM-4单端串扰消弭发射机，并完成为了测实验证。与先前已经发表的单端存储器发射机接口比拟，本事情实现了最高的数据率64Gb/s/pin，功率效率为1.27pJ/bit，同时到达了82％的串扰引入抖动消弭率。
该事情以《A 64-Gb/s/pin PAM4 Single-Ended Transmitter with Merged Pre-Emphasis Capacitive-Peaking Crosstalk Cancellation for Memory Interfaces in 28nm CMOS》为题发表在ISSCC 2024年的高密度存储器与接口专题，为中海内地于ISSCC该专题实现了论文零的冲破。
这三项事情获得了国度天然科学基金及国度重点研发规划的撑持。
除了此以外，潘权传授团队于已往一年中，于高速通讯芯片范畴还有有三篇CICC (一、 A 128Gb/s PAM-4 Transmitter with Edge-Boosting Pulse Generator and Pre-Emphasis Asy妹妹etric Fractional-Spaced FFE in 28nm CMOS; 二、A 6.0-to-6.9GHz 99fsrms-Jitter Type-II Sampling PLL with Automatic Frequency and Phase Calibration Method Achieving 0.62μs Locking Time in 28nm CMOS；三、 A 56-Gbaud 7.3-Vppd Linear Modulator Transmitter with AMUX-based Re-configurable FFE and Dynamic Triple-stacked Driver in 130-nm SiGe BiCMOS)，一篇ESSCIRC (A 2.05-pJ/b 56-Gb/s PAM-4 VCSEL Transmitter with Piecewise Nonlinearity Compensation and Asy妹妹etric Equalization in 40-nm CMOS)，一篇ASSCC (A 2x24Gb/s Single-Ended Transceiver with Channel-Independent Encoder-Based Crosstalk Cancellation in 28nm CMOS)等高程度集会论文被吸收。
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