KOMPETENSNAV INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM

Transkript

1 Strategiska Innovationsprogrammet för Smartare Elektroniksystem KOMPETENSNAV INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM i samarbete med kompetensnavet MikroNanoElektronik Atila Alvandpour Avdelningen för Elektroniska Kretsar och System Institutionen för systemteknik Linköpings universitet Atila.Alvandpour@liu.se

2 INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM Spetskompetens inom konstruktion av elektroniska kretsar och system: Skräddarsydda ASICs. Unika lösningar med hög prestanda/låg effekt som har anknytning till smarta sensorer, implanterbar elektronik, sakernas internet, radio, fotonik, och andra spetsområden. Integration av sammansatta system Kommersiellt tillgängliga byggstenar, egenutvecklade ASICs, sensorer, och avancerad kretskortskonstruktion, samt gränssnitt mot och kommunikation med andra kretskort och system. Val och användning av kommersiella IC och byggstenar som t.ex. processorer, programmerbara kretsar, m.fl.

3 INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM Strategiskt viktig spetskompetens för IKT och svensk industri Telekommunikation Avionik Fordon Försvar och säkerhet Automation Hälsa och medicinska instrument... Internet of Things (Internet of Everything)

4 Integrerade kretsar och system för IoT och Industri 4.0 Kräver intelligens och kommunikationsmöjligheter i alla enheter. Behöver smarta sensorer för övervakning och kontroll av objekt i mekaniska strukturer, byggnader, vägar, bilar, flygplan,, i mänskliga kroppen m.m. SILICON SYSTEMS for INTERNET of EVERYTHING, main theme of the IEEE International Solid-State Circuits Conference, ISSCC, Feb (

5 Strategiska Innovationsprogrammet för Smartare Elektroniksystem KOMPETENSNAV INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM Sverige har stark och bred kompetens inom konstruktion av avancerade integrerade kretsar och system. Stora möjligheter för samarbete och utveckling av nya produkter.

6 Några exempel på IC konstruktion kompetens och forskning i Sverige

7 Self-powered smart sensors Self-powered medical implant devices Self-powered vehicular wireless sensor systems Tire Pressure Monitoring System Self-powered leadless pacemakers Self-powered wireless sensors for Structure Health Monitoring (SHM) Monitoring of mechanical structures in aircrafts, buildings, etc.

8 Piezoelectric energy-harvesting and power management Power tracking Power control DC/DC conversions Energy storage and management First generation test chip in 0.18µm CMOS. Includes reconfigurable rectifier and DC/DC conversion- The chip is fabricated and to be measured soon This project has received funding from the European Union s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No

9 Examples of IC design projects and results In IEEE Transactions on Circuits and Systems II, March A 12.5-ENOB 10-kS/s redundant SAR ADC in 65nm CMOS for biomedical applications In IEEE European Solid-State Circuits Conf., Sept A 3-nW 9.1-ENOB SAR ADC in 65nm CMOS, for medical implant devices and ultra-low-power sensors DAC Switches Comparator SAR + Level Shifters A 53-nW 9.12-ENOB 1-kS/s SAR ADC for Medical Implant Devices * First reported ADC with power consumption in nw range In IEEE Journal of Solid-State Circuits, July 2012 Ultra low power wake-up radio receiver using envelope detector In collaboration with Halmstad University IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems, Mar 2013

10 Examples of IC design projects and results Integrated sensor readout and data acquisition ICs A readout IC for an uncooled microbolometer infrared camera with on-chip self-heating compensation in 0.35 μm CMOS 288 X 288 Infrared sensor array. Column parallel readout with bit compact ADCs in 25-μm pitch. In Journal of Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 77, pp , October 2013 A high-rate energy-resolving photoncounting ASIC for spectral computed tomography In cooperation with Royal Institute of Technology, Stockholm In IEEE Transaction on Nuclear Science, pp , February 2012; and in IEEE Transaction on Nuclear Science, pp , February 2013.

11 f Examples of IC design projects and results High-speed data converters and flexible radio front-ends for wideband communications High-speed ADC and DACs An 11 GS/s 1.1 GHz Bandwidth Interleaved ΣΔ DAC for 60-GHz radio in 65- nm CMOS In IEEE Journal of Solid-State Circuits, March, 2016 In IEEE Journal of Solid-State Circuits, July mm Quadrature clock phase genrator LNTA1 1 st 4-path filter 1.3 mm LNTA2 2 nd 4-path filter/ Down conversion mixer A 2.4 GS/s, 4.9 ENOB at Nyquist, Single-channel Pipeline ADC in 65nm CMOS A two-stage highly selective receiver front-end based on impedance transformation filtering. IEEE Transactions on Circuits and Systems II, Oct 2014 CMOS out-phasing radio power amplifiers A wideband (1.6 GHz) Fully Integrated +30dBm Class-D Outphasing RF PA in 65nm CMOS for WCDMA and LTE IEEE Transactions on Circuits and Systems-II, Nov Modeling and Digital Predistortion of Class-D Outphasing RF Power Amplifiers In IEEE Transactions on Circuits and Systems I, Flexible radio sampling receiver front-end for Software Defined Radio A 1.4V, 25mW inductor-less wideband LNA in 0.13μm CMOS In IEEE International Solid State Circuits Conference (ISSCC), pp , USA, 2007

12 Contributions to Intel 80 core teraflop processor 1.5mm 12.64mm DMEM single tile 21.72mm 2.0mm 2.0mm 1.5mm RIB MSINT Router PLL I/O Area TAP RF IMEM CLK Global clk spine + clk buffers I/O Area FPMAC0 FPMAC1 Technology 65nm CMOS Process Interconnect 1 poly, 8 metal (Cu) Transistors 100 Million Die Area 275mm2 Tile area 3mm2 Package 1248 pin LGA, 14 layers, 343 signal pins Sustained 1.01 Teraflops at 97 watts (65nm CMOS) Measured power efficiency of 19.4 GFLOPS/Watt

13 Aktiviteter under året Kompetenskartläggning Har gjort en kartläggning av aktörer inom området stora som små Workshop, möte, och presentationer Arrangerat två workshop ( och idag). Deltar och presenterar navets spetskompetens och möjligheter i andra workshop och möte som arrangeras av SIO Smartare Elektroniksystem. Scandinavian Electronics Event, Kistamässan (19 april). Kompetensnavsturné Strategiska Innovationsprogrammet för Smartare Elektroniksystem Face-to-face diskussioner med aktörer. Marknadsföring inom sociala media, kollegor, partners.

14 Strategiska Innovationsprogrammet för Smartare Elektroniksystem Kontakta oss för mer information! KOMPETENSNAV INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM Kontaktpersoner: Atila Alvandpour J Jacob Wikner (Jacob.Wikner@LiU.se)