【ZiDongHua之“自動化學院派”收錄關鍵詞：南京大學  電子工程  整流芯片  工業(yè)自動化  】
 
　　祝賀！南大團隊模擬芯片亮相集成電路頂會ISSCC并獲獎
 
　　2025 IEEE International Solid-State Circuits Conference（ISSCC）近日在美國舊金山召開。
 
　　南京大學電子科學與工程學院施毅教授/邱浩副教授團隊的論文“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”被大會發(fā)表。團隊受邀進行現場芯片功能展示，并榮獲ISSCC Silkroad Award，該獎項是大會為亞太地區(qū)設立的優(yōu)秀論文獎，每年1-2項。
 
 
　　圖1.獲獎照片
 
　　整流芯片在工業(yè)自動化、消費電子、醫(yī)療設備等領域應用廣泛，為系統(tǒng)多功能模塊提供穩(wěn)定的電源。針對不同功能模塊（微控制器、傳感器、執(zhí)行器等）有不同的電壓需求，多輸出整流是當前工業(yè)界的主流設計方向。相比單輸出整流+多輸出直流變換的多級架構設計，單級架構能夠避免能量轉換效率低、大負載切換時響應速度慢等問題。但目前報道的單級多輸出整流器多采用時分復用的形式對不同輸出電壓測進行供電，存在負載功率低、紋波電壓大等核心問題，限制其應用。
 
　　為了打破該局限性，團隊提出了一種新型的單級雙輸出整流芯片架構，能夠實現在半個周期內為多輸出端同時供電，大大提高負載功率和抑制紋波電壓。進一步，針對低壓側大電流負載切換時難以穩(wěn)壓的行業(yè)難題，團隊提出了一種新型的電荷分配工作模式，通過自適應優(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)定性和適應性。
 
 
　　圖2.芯片照片與架構示意圖
 
　　該芯片采用0.18μm CMOS工藝進行了流片驗證，測試結果表明：在穩(wěn)態(tài)情況下，實現了92.2%的峰值效率和131mW的峰值負載功率，雙輸出電壓分別穩(wěn)定在3.3V和1.6V，對應的最大紋波電壓控制在50mV和75mV；在大負載切換（×15）情況下，在實現高速響應的同時避免了雙輸出之間的耦合干擾。多個核心指標刷新了國際報道相關工作的最高記錄。
 
　　電子科學與工程學院2024級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該工作進行了指導。研究得到了國家自然科學基金重點項目、首批海外優(yōu)青項目、面上項目、創(chuàng)新研究群體項目等的資助，以及光電材料與芯片技術教育部工程中心、未來智能芯片交叉研究中心的支持。
 
　　團隊近年來依托南京大學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，持續(xù)刷新同領域國際報道的最高記錄。
 
 
　　圖3.團隊近年來研制的多款高能效模擬芯片
 
　　ISSCC是全球集成電路領域的最高級別會議，又稱“芯片奧林匹克大會”。自1953年創(chuàng)辦以來，ISSCC一直是全球最頂尖固態(tài)電路技術的首發(fā)地，如世界上第一個集成模擬放大器芯片（Fairchild Semiconductor）、第一個8位微處理器芯片（Intel）、第一個32位微處理器芯片（Intel）、第一個1GB內存DRAM芯片（Samsung）以及第一個多核處理器芯片（Intel）。