【ZiDongHua之“自動(dòng)化學(xué)院派”收錄關(guān)鍵詞：南京大學(xué)  電子工程  整流芯片  工業(yè)自動(dòng)化  】
 
　　祝賀！南大團(tuán)隊(duì)模擬芯片亮相集成電路頂會(huì)ISSCC并獲獎(jiǎng)
 
　　2025 IEEE International Solid-State Circuits Conference（ISSCC）近日在美國(guó)舊金山召開(kāi)。
 
　　南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院施毅教授/邱浩副教授團(tuán)隊(duì)的論文“A 6.78-MHz Single-Stage Regulating Rectifier with Dual Outputs Simultaneously Charged in a Half Cycle Achieving 92.2%Efficiency and 131mW Output Power”被大會(huì)發(fā)表。團(tuán)隊(duì)受邀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)芯片功能展示，并榮獲ISSCC Silkroad Award，該獎(jiǎng)項(xiàng)是大會(huì)為亞太地區(qū)設(shè)立的優(yōu)秀論文獎(jiǎng)，每年1-2項(xiàng)。
 
 
　　圖1.獲獎(jiǎng)?wù)掌?/div>
 
　　整流芯片在工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，為系統(tǒng)多功能模塊提供穩(wěn)定的電源。針對(duì)不同功能模塊（微控制器、傳感器、執(zhí)行器等）有不同的電壓需求，多輸出整流是當(dāng)前工業(yè)界的主流設(shè)計(jì)方向。相比單輸出整流+多輸出直流變換的多級(jí)架構(gòu)設(shè)計(jì)，單級(jí)架構(gòu)能夠避免能量轉(zhuǎn)換效率低、大負(fù)載切換時(shí)響應(yīng)速度慢等問(wèn)題。但目前報(bào)道的單級(jí)多輸出整流器多采用時(shí)分復(fù)用的形式對(duì)不同輸出電壓測(cè)進(jìn)行供電，存在負(fù)載功率低、紋波電壓大等核心問(wèn)題，限制其應(yīng)用。
 
　　為了打破該局限性，團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的單級(jí)雙輸出整流芯片架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)在半個(gè)周期內(nèi)為多輸出端同時(shí)供電，大大提高負(fù)載功率和抑制紋波電壓。進(jìn)一步，針對(duì)低壓側(cè)大電流負(fù)載切換時(shí)難以穩(wěn)壓的行業(yè)難題，團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的電荷分配工作模式，通過(guò)自適應(yīng)優(yōu)化多輸出端間電荷分配，有效拓寬了額定輸出電流范圍，顯著提升了電路的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
 
 
　　圖2.芯片照片與架構(gòu)示意圖
 
　　該芯片采用0.18μm CMOS工藝進(jìn)行了流片驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果表明：在穩(wěn)態(tài)情況下，實(shí)現(xiàn)了92.2%的峰值效率和131mW的峰值負(fù)載功率，雙輸出電壓分別穩(wěn)定在3.3V和1.6V，對(duì)應(yīng)的最大紋波電壓控制在50mV和75mV；在大負(fù)載切換（×15）情況下，在實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)的同時(shí)避免了雙輸出之間的耦合干擾。多個(gè)核心指標(biāo)刷新了國(guó)際報(bào)道相關(guān)工作的最高記錄。
 
　　電子科學(xué)與工程學(xué)院2024級(jí)博士生莊泉榮是論文的第一作者，邱浩副教授和施毅教授是論文的共同通訊作者，IBM托馬斯?J?沃森研究中心的張信研究員對(duì)該工作進(jìn)行了指導(dǎo)。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、首批海外優(yōu)青項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目等的資助，以及光電材料與芯片技術(shù)教育部工程中心、未來(lái)智能芯片交叉研究中心的支持。
 
　　團(tuán)隊(duì)近年來(lái)依托南京大學(xué)成功研制了多款高能效模擬芯片，并收錄于集成電路頂刊/頂會(huì)，持續(xù)刷新同領(lǐng)域國(guó)際報(bào)道的最高記錄。
 
 
　　圖3.團(tuán)隊(duì)近年來(lái)研制的多款高能效模擬芯片
 
　　ISSCC是全球集成電路領(lǐng)域的最高級(jí)別會(huì)議，又稱“芯片奧林匹克大會(huì)”。自1953年創(chuàng)辦以來(lái)，ISSCC一直是全球最頂尖固態(tài)電路技術(shù)的首發(fā)地，如世界上第一個(gè)集成模擬放大器芯片（Fairchild Semiconductor）、第一個(gè)8位微處理器芯片（Intel）、第一個(gè)32位微處理器芯片（Intel）、第一個(gè)1GB內(nèi)存DRAM芯片（Samsung）以及第一個(gè)多核處理器芯片（Intel）。
 
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