电路与系统学科

(一)学科概况

电路与系统学科是我国最早的电子科学与技术二级学科之一士授权点博士后流动站,国家重点学科。学科带头人王志功教授是从德国归国定居工作的微电子、光电子与集成电路设计专家。

学科下建有“东南大学射频与光电集成电路研究所”(射光所)、“射频集成电路与系统教育部工程研究中心”和“江苏省射频与光电集成电路工程中心”。在国家“211”、“985”、自然科学基金、863计划等项目支持下,以学科建设带动教学,以平台建设带动科研,电路与系统学科已经发展成为国内本学科领域有实力、有影响的教学研究群体,成为射频、超高速、光电和生物体植入集成电路设计研究方面国内外知名的研究中心。

学科建成了完整的射频、光电与生物集成电路设计人才培养和职业培训、MPW模式制造、封装测试和产业化推进的环境与平台,参与了无锡物联网国家级基地暨东南大学无锡分校、“东南大学传感网技术研究中心”的建设,参与了“江苏集成电路测试中心”、“南京国际集成电路产业园”、“南京光电产业孵化中心”和“南京集成电路人才培训中心”的建设。拥有IC设计、测试、封装实验室;集成电路系统实验室;人才培训实验室和产业化公司。拥有十多家20多条集成电路委托制造工艺线,提供“多项目晶圆”模式的集成电路制造服务。建成了拥有2000多万元射频与光电集成电路在芯片测试设备和仪器的集成电路测试实验室。申请国家发明专利50余项,授权40余项;授权的国家保护布图6项; 出版专著4部、译著6部;教科书20余部,发表高水平科技论文800多篇。获江苏省科技进步奖2项。

电路与系统学科目前拥有一支20多人的科研梯队:包括10名教授(其中3名是长江学者)和9名副教授,讲师/工程师4人。

学科主要科研任务是:微电子光电子高技术人才培养,承担国家级、省级科研项目和横向研发课题。建所以来, 已培养近三百名本科毕业生,1000多名博士硕士毕业生。承担和完成了包括10项国家自然科学基金、20多项863计划研究课题在内的国家和省部级重大科研项目40多项,企业合作项目30多项。研究经费累积五千多万元。

电路与系统学科热忱欢迎国内外同仁前来参观指导和开展合作。欢迎有志青年报考博士研究生、做博士后,或直接加入研究梯队,共同“创新 创芯”。

 老师与毕业研究生合影



 学科教授近期的部分著作

(二)主要研究方向

学科目前的主要研究方向包括:1)射频与微波集成电路芯片;2)光纤通信与光电集成电路芯片3)超高速数字集成电路与 ADC/DAC芯片4)生物体专用集成电路芯片

(三)主要研究成果

  1. 拥有通信集成电路无生产线设计技术平台

通信集成电路无生产线设计技术平台包括“通信集成电路无生产线设计技术平台和“通信集成电路芯片研发测试子平台”。射光所是国内唯一一个能够提供多种先进集成电路工艺制造渠道的多项目晶圆(MPW)芯片制造服务中心,与国内外十几家代工厂均签署代工协议,如TSMCJAZZOMMICCHARTEREDAMSIBMSMIC等,可以提供CMOSGeSiGaAsInP等多种工艺。自射光所创建以来,利用建立的多项晶圆服务体系,流片100多批次,电路1000多个。为了完善了各种测试系统的测试条件和测试带宽,提升我国射频、超高速与光电集成电路的设计水平,射光所还拥有“通信集成电路芯片研发测试子平台”,包括芯片测试探针台、数字通信分析仪、键合机、粘片机、噪声分析仪、功率负载测试仪、高速示波器、频谱分析仪等先进测试设备,可以完成光纤通信、无线射频通信等多种通信系统的各种指标测试。

  2. 射频与微波集成电路芯片

设计和完成应用于多种速率的无线通信系统的芯片、模块和系统,如全球数字无线电DRM/DAB、无线传感网(WSN)射频收发芯片、地面数字视频广播(DVB-T)射频接收芯片、GPS射频接收芯片、无线接入网WLANUWB等专用射频与微波集成电路。

  

利用自己设计制造的射频芯片和DRM/DAB软件自行设计制作的接收机样机

   

 地面数字视频广播(DVB-T)射频接收芯片    中心完成的无线传感网(WSN)射频收发芯片

  3. 光纤通信与光电集成电路芯片

致力于研究用于光纤传输系统中超高速数据信号的收发和处理,主攻高达100Gb/s的超高速光传输用复接器、激光驱动器、跨阻放大器、限幅放大器 、时钟和数据再生和分接器等。设计和完成了各种速率的光纤通信用收发芯片和系统设计。如12通道光接收放大芯片、四通道激光驱动器芯片与VCSEL阵列等。采用自主芯片,完成了各种光收发应用模块。和国防科技大学合作完成了1Tbps板上并行光纤传输系统。

         


           12×10Gbps 超高速VCSEL驱动芯片    12×10Gb/s Pre-ended Amplifier

光收发模块实物照片

  4. 超高速数字集成电路与 ADC/DAC芯片

致力于各种速率和采样率的数模/模数转换电路研究。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺下完成了2.2GSample/s6bitADC。在输入信号10MHz时,ENOB5.8位,在国内未见高于此速度的ADC报道。 

   

2.2GSample/s 6 bit ADC             100G以太网发送端PCS

  5. 生物体专用集成电路芯片

在生物体专用集成电路方面,跨越电子信息和生物医学两大领域,研究用于生物体信息获取、处理、传输和功能控制的专用集成电路。射光所团队在“微电子芯片嵌入式神经信道桥接与信号再生研究”集成课题的研究中研制出了神经信号检测、刺激和再生微电子装置和集成电路,实现了神经信号再生系统。其设计思想为用体表电极从健康肢体上探测到的肌电信号,放大处理后发送到受控的瘫痪肢体上,再生后施加到瘫痪肢体的体表电极上,刺激神经肌肉接头或肌肉产生同步协调动作。目前系统已进入临床应用阶段,和国内外多家医院开展了微电子肢动仪临床科学实验。

  

“微电子神经桥”系统                  “神手”系统

          


(四)产学研情况

近年来,学科致力于产学研合作和科技成果转化,成功完成了无线遥控、LED光源驱动、激光驱动、光接收限幅等多种产品的开发,已销售超过2000万片,总产值超1000万元。

同时射光所积极和深圳华为、深圳中兴、镇江奥雷、上海恒源微电子、南京徐庄集成电路产业园、南京泰通、南京通华芯、苏州国芯、苏州芯通、苏州威旺、扬州稻源、泉州雷克等20多家集成电路设计与应用企业建立了技术和产品合作研发、技术支持和服务等密切关系,共同研发的多项产品已经产生经济效益。