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存算融合集成电路技术与存算一体芯片

针对后摩尔时代,集成电路面临的“存储墙”和“功耗墙”问题,基于系统-架构-电路-器件-工艺协同设计,发展存算融合集成电路器件技术与工艺,建立存算一体电路架构,突破冯诺依曼瓶颈。研制了基于铁电晶体管的存算一体阵列,核心理论能效可达1000 TOPS/W以上。

成果应用领域:

(1)云计算

(2)边缘计算

(3)高性能计算

(4)低功耗芯片

(5)先进制造

(6)物联网

(7)智能安防

(8)小家电

(9)玩具等百货


特高压大功率半导体器件与芯片技术

针对氧化镓功率器件展开其关键性技术研究,实现了异质集成MOSFETs技术及超结(SJ)电场调控技术,研制的新型宽禁带半导体器件高电压、大带宽的特性,在电力传输中可有效降低传输过程中的能量消耗,提升能量利用率,助力碳达峰、碳中和目标的实现。相关成果分别于2019和2021年在微电子领域顶级会议IEDM上发表

成果应用领域:

(1)电力电子

(2)高铁

(3)汽车电子

(4)碳中和

(5)先进制造

(6)电气设备

(7)充电器

(8)家电

(9)航空航天


“雅芯-天图”宇航级高速图像压缩芯片

针对卫星应用需要,突破高效压缩算法、芯片硬件体系结构、芯片可靠性技术等关键技术。芯片具备满足处理速度和可靠性要求的大压缩比下高质量遥感图像压缩及恢复等主要功能,在压缩效率、数据吞吐率、功耗、坑辐照能力等主要技术指标方面,全面超越目前已知的国际同类型芯片,处理速度达120MSPS,已应用于高分十一号卫星。

成果应用领域:

(1)光学遥感卫星相机

(2)光学遥感卫星数传系统

(3)遥感测绘卫星相机

(4)遥感测绘卫星数传系统

(5)机载图像传输系统

(6)机载图像存储系统


“雅芯-智图”宇航级高速智能图像压缩芯片

针对遥感图像数据进行实时高效处理的卫星应用场景,研制具有云检测和剔除智能处理和压缩功能的宇航级芯片,大幅提升处理速度和压缩效率,实现对一般地物全色与多光谱图像像素级别云检测精度达98%,芯片压缩速度150MSPS(兆像素点每秒),且保证芯片无外挂存储。本成果完全自主可控,已完成芯片后端设计,达到流片状态。

成果应用领域:

(1)光学遥感卫星相机

(2)光学遥感卫星数传系统

(3)遥感测绘卫星相机

(4)遥感测绘卫星数传系统

(5)机载图像传输系统

(6)机载图像存储系统


高速模数转换器(ADC)及模拟前端(AFE)芯片

基于流水线、流水线-逐次逼近、时域交织运算、时间数字转换等架构,以及高速并行采样及数字校准等技术,研制了一系列高速ADC,ADC最高采样率达到64GHz,分辨率覆盖8-14位;研制了多通道高精度航天光学相机高速AFE芯片,集成度和精度达到已报导最高值;成果获得2019年国家技术发明二等奖。

成果应用领域:

(1)高清视频宇安防系统

(2)雷达与电子对抗

(3)光通信与光传输

(4)无线通信与高速有线传输

(5)高速仪器仪表

(6)医疗成像设备


高精度模数转换器(ADC)与模拟前端芯片

基于Sigma-Delta架构与噪声整形逐次逼近架构,提出了高效数字校准等技术,研制了一系列高精度ADC及模拟前端芯片,最高信号带宽达到MHz,分辨率覆盖16-24位,70Hz信号带宽内有效精度超过20位;目前正在研制32位ADC及模拟前端芯片。成果在航天、工业及消费电子领域获得了批量应用,已获2020年中国电子学会科学技术奖自然科学一等奖。

成果应用领域:

(1)高精度传感器系统

(2)环境监测

(3)脑机接口系统

(4)生物信号处理

(5)工业控制

(6)MEMS与惯性导航系统


高性能射频集成电路

突破了射频收发前端低功耗低噪声技术,提出了自动环路增益控制、自动频带调节、噪声消除、谐波抑制等技术,研制了高集成度低功耗传感信号收发机、毫米波收发机等芯片,功率增益22.6dB,噪声系数达到3.2dB。基于PLL的时钟源频率覆盖范围1-40GHz,抖动低于百fs级,自动频率校准时间低至ns级。

成果应用领域:

(1)通信系统

(2)雷达与电子对抗

(3)无线传感器网络系统

(4)毫米波与太赫兹系统

(5)超高速模拟集成电路

(6)高性能测试仪器


高效功率管理集成电路

突破了高效率DC/DC、AC/DC、PMU、POE、桥驱等功率管理集成电路的架构、电路、工艺、等全流程研制技术,其中AC/DC支持反激、正激、准谐振等模式,最大功率可达500W,最低待机功耗小于15mW;DC/DC转换器最高效率超过94%,最大耐压达到100V,最小静态电流小于150nA;POE控制器,支持IEEE802.3af和IEEE802.3at标准,最大功率30W;相关技术已在产业界获得了批量应用。

成果应用领域:

(1)安防领域:

(2)通信终端设备:

(3)电机与马达系统:

(4)交换机与路由器:

(5)适配器:

(6)家用电器:


单光子探测(SPAD)激光雷达传感器

基于国内硅基CMOS工艺,研制了单光子探测(SPAD)三维激光雷达传感器芯片与系统,利用全自主设计的高感光效率单光子光电二极管、高能效飞行时间检测阵列电路、高精度飞行时间检测算法等,实现远距离、高分辨、低功耗三维成像系統。短波近红外波段的光子探测效率最高可达10%,距离分辨率可达10cm@200m,是国内首款全流程自主研发的全固态激光雷达传感器。

成果应用领域:

(1)自动辅助驾驶与车路协同

(2)AR、VR三维建模

(3)机器人导航

(4)无人探测与避障

(5)无人工厂货物检测与AGV小车

(6)精确制导与空间测距

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