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军用千兆以太网交换芯片的设计与制造

兵器装备工程学报 2024年第S1期45卷 352-357页

作者：李小波李龙飞马徐瀚王剑峰杨靓西安微电子技术研究所西安710065

基于以太网交换芯片作为网络核心器件广泛应用于通信领域设计实现了8端口管理型千兆以太网交换芯片。除了实现以太网数据帧交换外,还实现了端口使能、端口保护、链路聚合、端口镜像、速率控制、发送队列调度、缓存访问、软件全局复位等... 详细信息

基于以太网交换芯片作为网络核心器件广泛应用于通信领域设计实现了8端口管理型千兆以太网交换芯片。除了实现以太网数据帧交换外,还实现了端口使能、端口保护、链路聚合、端口镜像、速率控制、发送队列调度、缓存访问、软件全局复位等安全和可靠性功能。完成验证和版图设计后在国内65 nm工艺线上完成流片,在国内军封线上完成封装、测试和筛选等制造环节。国产网络设备测试表明:功能满足协议和设计要求,丢包率为0%,吞吐量与理论值一致。该芯片设计、工艺和关键原材料均实现国产化,可应用于船舶、武器装备、航空航天等领域。

关键词：以太网交换芯片共享缓存高可靠性国产化

基于Adam算法的光学相控阵输出光束校准方法

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物理学报 2024年第9期73卷 136-144页

作者：王子豪龙烨仇轲徐佳木孙艳玲范修宏马琳廖家莉康永强西安电子科技大学光电工程学院西安710071 西安微电子技术研究所西安710000

基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波... 详细信息

基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波导相控阵输出光束的优化校准带来了困难,现有算法不仅光束校准质量不高,且校准效率较低.为此,本文将Adam算法应用于光波导相控阵输出光束校准系统中,通过建模仿真比较了Adam算法与现有SPGD算法和GS算法在光束校准层面上的优劣.同时,搭建实验系统实现了高质量的光束校准,根据校准结果,在Adam算法校准下光波导相控阵输出光束的主旁瓣比优于15.98 dB,对16×16光波导相控阵输出光束校准达到收敛所需的迭代次数低于600次.这一算法在光波导相控阵输出光束校准方面的应用,能够提高光波导相控阵的控制精度和效率,拓展光波导相控阵在激光雷达技术、数字全息技术和生物成像技术等方面的应用.

关键词：光波导相控阵光束校准算法 Adam算法

LCCC封装器件热疲劳失效分析及结构优化研究

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微电子学 2024年第2期54卷 311-316页

作者：刘敏陈轶龙李逵李媛曾婧雯西安微电子技术研究所西安710000

针对LCCC封装器件在温度循环载荷下焊点开裂的问题,首先分析其失效现象和机理,并建立有限元模型,进行失效应力仿真模拟。为降低焊点由封装材料CTE不匹配引起的热应力,提出了两种印制板应力释放方案,并分析研究单孔方案中不同孔径和阵列... 详细信息

针对LCCC封装器件在温度循环载荷下焊点开裂的问题,首先分析其失效现象和机理,并建立有限元模型,进行失效应力仿真模拟。为降低焊点由封装材料CTE不匹配引起的热应力,提出了两种印制板应力释放方案,并分析研究单孔方案中不同孔径和阵列孔方案中不同孔数量对热疲劳寿命的影响。之后,为降低对PCB布局密度的影响,提出一种新型的叠层焊柱应力缓冲方案,进行了不同叠层板厚度和焊柱间距的敏感度分析。结果表明,更大的开孔面积、更小的叠层板厚度、更密的焊柱可有效降低焊点应力,提高焊点热疲劳寿命,使得LCCC封装器件焊点热疲劳可靠性得到有效提高。

关键词： LCCC封装器件温度循环可靠性应力释放

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一种用于星载虚拟化平台的任务容器调度算法

西北工业大学学报 2024年第2期42卷 319-327页

作者：刘明轩郭博渊刘曦梁欣欣赵强龙杨晓峰谷建华西北工业大学计算机学院陕西西安710072 西安微电子技术研究所陕西西安710065

星载虚拟化平台借助容器等轻量级虚拟化技术,将计算任务封装到容器中形成任务容器,从而实现资源的高效利用。然而,该平台的任务容器调度问题是一个亟需解决的难题。针对这一问题建立了一个基于非阻塞通信模式的可分容器任务多趟调度模... 详细信息

星载虚拟化平台借助容器等轻量级虚拟化技术,将计算任务封装到容器中形成任务容器,从而实现资源的高效利用。然而,该平台的任务容器调度问题是一个亟需解决的难题。针对这一问题建立了一个基于非阻塞通信模式的可分容器任务多趟调度模型。在该基础上,提出了一种新的调度算法,旨在确定最佳的处理机调度顺序和调度趟数。该算法结合可分任务容器和多趟调度的概念,通过将任务分解为可执行的子任务,并在多个调度阶段中进行任务分配和处理机调度,从而优化调度顺序,提高整体处理效率。该算法是一种改进的遗传算法,在传统遗传算法的基础上添加了子种群隔离的优化策略,其核心思想是将种群划分策略引入算法过程,从而改善遗传算法的性能和效果。通过实验验证了该算法的有效性和收敛性,结果表明,该算法缩短了任务完成时间。

关键词：星载计算虚拟化容器可分任务调度

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CCGA器件的制备与高精度组装技术

计算机工程与科学 2024年第5期46卷 794-800页

作者：李留辉王亮杨春燕陈轶龙陈鹏西安微电子技术研究所陕西西安710129

CCGA封装器件具有良好的抗热膨胀失配等性能,在很多高可靠领域有广泛应用。针对CCGA封装器件的制备和高精度组装问题,开展了陶瓷管壳制备、高精度植柱工装设计、焊膏涂覆和器件植柱等研究。采用高温共烧陶瓷技术制备了2种带有菊花链的C... 详细信息

CCGA封装器件具有良好的抗热膨胀失配等性能,在很多高可靠领域有广泛应用。针对CCGA封装器件的制备和高精度组装问题,开展了陶瓷管壳制备、高精度植柱工装设计、焊膏涂覆和器件植柱等研究。采用高温共烧陶瓷技术制备了2种带有菊花链的CCGA陶瓷管壳,可用于复杂链路的灵活设计。设计并加工了厚度为1.6 mm、开孔直径为0.54 mm的高精度植柱工装。对比丝网印刷和焊膏喷印方法,使用焊膏喷印法优化参数,提高了焊膏的体积精度,相对偏差小于10%。制备了高精度植柱样件,焊柱倾斜度小于1°,共面度小于0.1 mm,位置度优于±0.02 mm。该方法可有效提高CCGA器件的植柱精度和焊柱对称性,且有助于保证后续板级焊接的精度与可靠性。

关键词：陶瓷柱栅阵列(CCGA) 植柱焊膏喷印焊接

SRAM型FPGA多层级软错误防护技术研究进展

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈雷王卓立王硕周婧田春生庞永江北京微电子技术研究所

SRAM型FPGA由于其开发成本低、设计周期短、通用性广等一系列优点，被广泛应用于航天、军事、高能核物理和地面通信等领域，这些应用的特殊性对FPGA器件的抗辐射性能提出了额外的需求，研究SRAM型FPGA的软错误防护方法，进而提升系统靠... 详细信息

SRAM型FPGA由于其开发成本低、设计周期短、通用性广等一系列优点，被广泛应用于航天、军事、高能核物理和地面通信等领域，这些应用的特殊性对FPGA器件的抗辐射性能提出了额外的需求，研究SRAM型FPGA的软错误防护方法，进而提升系统靠性变得迫在眉睫。本文按硬件级别、系统级别和软件级别对各类抗辐射优化技术进行了概述，梳理了硬件防护、三模冗余、刷新、设计实现算法优化等主流技术，对各项技术的优势和劣势进行了分析，并阐述了使用原位容错方法作为补充技术，对三模冗余加刷新技术后的FPGA设计进行进一步加固的可行性和必要性。本文最后对机器学习技术在抗辐射优化中的应用探索做了总结和展望，并对基于强化学习的软件容错方法的架构进行了描述，以希望为进一步完善FPGA软件抗辐射措施提供技术支持，为抗辐射加固及相关领域的研究人员提供参考。

关键词： FPGA 单粒子效应三模冗余刷新技术原位容错软错误率

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基于有机/无机双层忆阻器的人工光电神经元

光子学报 2024年第4期53卷 257-266页

作者：赖秉琳李志达李博文王弘禹张国成福建理工大学微电子技术研究中心福州350108

提出了一种基于Ag/IDTBT/ZnO/Si忆阻器的人工神经元器件,该器件开关比约为102~103且有较低的工作电压。该器件能够模拟泄漏集成点火的神经元模型。此外,研究了IDTBT浓度对人工神经元器件性能的影响。结果表明:IDTBT浓度的增加会导致薄... 详细信息

提出了一种基于Ag/IDTBT/ZnO/Si忆阻器的人工神经元器件,该器件开关比约为102~103且有较低的工作电压。该器件能够模拟泄漏集成点火的神经元模型。此外,研究了IDTBT浓度对人工神经元器件性能的影响。结果表明:IDTBT浓度的增加会导致薄膜厚度的增加,进而会使得神经元器件的阈值电压升高以及积分点火所需要的幅值电压变大。当有光照射之后,器件的阈值电压会明显降低。在器件储存了30天后重新测试,器件性能没有明显的变化,说明该器件具有良好的稳定性。本工作为促进神经形态系统的发展提供了有效的策略。

关键词：人工神经元忆阻器 ZnO IDTBT 光照

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电子系统的智能化健康管理技术研究综述

微电子学与计算机 2024年

作者：毛远宏柴波刘曦李凌田卫西安微电子技术研究所

由于电子系统的复杂性和集成度越来越高，对其健康管理智能化分析研究具有重要的理论意义和应用价值。电子设备健康管理涉及到关键表征参数的采集和分析处理。通过确立电子产品故障和健康状态的关键表征参数，在尽量不增加电子系统复杂... 详细信息

由于电子系统的复杂性和集成度越来越高，对其健康管理智能化分析研究具有重要的理论意义和应用价值。电子设备健康管理涉及到关键表征参数的采集和分析处理。通过确立电子产品故障和健康状态的关键表征参数，在尽量不增加电子系统复杂度的前提下对于关键表征参数进行实时采集，并进行高效传输和存储。近年来人工智能技术的发展给健康管理分析工作引入了新的方法。基于重构方式可以对于采集数据展开异常状态无监督学习。运用深度学习的方法对故障予以分类，同时采用知识图谱方法对故障进行溯源。结合失效物理，统计分析和时间序列预测的方法对于剩余寿命进行估计。采用上述智能化技术对电子系统的采集数据进行处理和分析，实现电子系统异常状态检测、故障分类定位和性能退化趋势预测。通过电子系统关键表征数据的采集、传输、存储和分析，能够发现装备中电子系统的故障和退化模式，从而对系统的健康状况实现准确及时的评估和预测。

关键词：电子系统表征参数健康管理异常检测故障诊断退化预测

基于BCD工艺的LDMOS器件栅结构优化研究进展

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微电子学与计算机 2024年

作者：鲁文举赵杰曹磊田凯刘存生西安微电子技术研究所

LDMOS器件具有开关速度极高、驱动能力强、输入阻抗高、热稳定性好等特点，是当下BCD工艺中最常用的功率器件，在智能功率集成电路当中占有举足轻重的地位。目前关于LDMOS器件研究的热点主要集中在对其结构的优化，重点是如何平衡击穿... 详细信息

LDMOS器件具有开关速度极高、驱动能力强、输入阻抗高、热稳定性好等特点，是当下BCD工艺中最常用的功率器件，在智能功率集成电路当中占有举足轻重的地位。目前关于LDMOS器件研究的热点主要集中在对其结构的优化，重点是如何平衡击穿电压和比导通电阻这一对矛盾优化参数。为了平衡这两种参数以获得更高性能的LDMOS器件，研究者们提出了各种性能优化方法，而针对这些器件优化性能的研究进展报道也是层出不穷。在LDMOS器件中引入多栅结构作为一种有效的性能提升方法有着其得天独厚的优势，不过有关于多栅结构优化器件的研究进展较少。本文以近年来报道的LDMOS器件各种新结构中的多栅结构优化为主，分析了多栅结构对于LDMOS器件的性能的影响，详细讨论了双栅、平面栅、槽栅、漂移区栅和三栅在改善LDMOS器件性能中所起的作用和效果。最后对这些新结构与传统结构相比的优缺点进行了总结。相信随着半导体先进制程工艺的进步，未来多栅结构自身的优势会在三维LDMOS器件结构中会发挥更多的作用。

关键词： LDMOS BCD工艺多栅结构比导通电阻击穿电压