必赢nn699net互联感知集成电路与系统团队论文入选CICC 2024

本站讯（通讯员：闫宁宁）近日，集成电路设计顶会之一的IEEE定制集成电路大会（CICC 2024）在美国科罗拉多州丹佛举行，学院互联感知集成电路与系统团队题目为“A 32-to-38GHz Variable-Gain Phase Shifter with Impedance-Invariant Vector Modulation Achieving RMS Phase/Amplitude Errors of 0.33°/0.10dB in PS mode and 0.23°/0.08dB in VGA mode”的论文入选。论文第一作者为硕士生张庆哲，通信作者为王科平教授。

随着全球移动通信系统步入5G时代，毫米波技术因其宽频带和高数据传输速率的优势，已成为研究和应用的焦点。在毫米波通信中，幅相控制模块对系统的运行效率和精度起着至关重要的作用。为了提高系统性能，现有设计采用了开关互补和阻抗隔离等阻抗补偿技术。然而，尽管有一定的性能改进，设计仍存在一些问题，如增益步进精度不足、幅相控制误差较大以及系统总功耗过高，这些问题严重制约了毫米波通信系统的实际应用。

为了解决上述问题，课题组针对性地开发了一种基于新型阻抗补偿技术的可变增益移相器芯片，深入分析了可变增益放大器（VGA）端口阻抗的电路基础，并创新性地提出了负反馈磁耦合补偿技术。此技术成功抑制了VGA端口阻抗的波动，将实际阻抗的变化量从35 Ω降低到了6 Ω，而输入阻抗的虚部变化量从267 Ω减少到9 Ω。通过有效解耦直流电流与端口阻抗，该技术显著减弱了对正交信号生成电路的干扰，从而实现了一种高分辨率、低误差和低功耗的可变增益移相器一体化设计方案，为5G毫米波通信的相控阵提供了强有力的技术支持。

  负反馈磁耦合补偿技术

基于上述创新设计，课题组基于SiGe BiCMOS工艺设计了一款一体化设计的32-38 GHz高精度可变增益移相器（如下图所示），经过性能测试与评估，该芯片展现出卓越的性能指标。在功耗方面，实现了最低仅为7.4 mW的优异性能。精度方面，在移相器工作模式下，RMS相位和幅度误差的最小值低至0.33 °/ 0.10 dB，在可变增益模式下，RMS相位和幅度误差的最小值低至0.23 °/ 0.08 dB。该性能在可变增益移相器设计领域达到了国际领先水平。

可变增益移相器显微照片

关于CICC：IEEE固态电路协会（Solid-State Circuits Society）主办的定制集成电路会议（CICC）是集成电路设计领域顶级会议之一，以论文录用率低、作品创新性和实用性强著称，每年吸引全球范围内大量学术界、工业界研发人员的关注和参与。会议内容涉及模拟电路设计、生物医学、传感器、显示器和MEMS，数字和混合信号SoC/ASIC/SIP，嵌入式存储器件等方面，重点讨论如何解决集成电路设计问题的方法，以提高芯片各项性能指标。

必赢nn699net互联感知集成电路与系统团队是马凯学教授牵头依托“天津市成像与感知微电子技术重点实验室”成立，团队在射频、微波与太赫兹集成电路与系统和天线与传播领域具有良好的研究基础，团队科研坚持“四个面向”开展科技创新和应用落地，在上述领域牵头承担国家重大专项1项、国家重点研发专项2项、国家杰出青年科学基金1项，国家重点基金项目2项和其他多项课题。团队在5G毫米波/6G收发机芯片、相控阵芯片、高速通讯芯片及高精度太赫兹成像等方面开展了长期研究工作，聚焦毫米波太赫兹多频、多标准融合可重构技术难题，创新实现硅基毫米波多频段多标准融合SOC系统芯片。并与领域龙头企业合作推动5G毫米波及太赫兹成像的技术落地应用。团队王科平教授课题组长期从事模拟、射频以及毫米波集成电路与系统的创新性研究，承担国家自然基金面上项目2项和军委科技委项目2项和其他多项课题，在IEEE JSSC、TCAS-I、TMTT等期刊和ISSCC、IMS等会刊共发表论文100余篇，授权发明专利15项。