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一种高性能40x30单光子雪崩探测器dTOF传感芯片

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光学学报 2024年

作者：左海杰杨振兴李昕霞胡之厅陈正鹏杨中耀林宏志陈志远林静土刘超高亮徐维超邱正瀚易博朱宝明刘丰铭冯少奇杨六峰余娜邹豫飞郭雨辰王申南京芯视界微电子科技有限公司

本文介绍了一种新型高性能背照式单光子雪崩二极管（SPAD）阵列传感器的设计和性能特性。它采用20μm像素设计，具有低击穿电压及低温度系数特点。该传感器采用3D堆叠制造，SPAD晶圆和逻辑晶圆之间采用Cu-Cu混合键合来增大光子接收面积... 详细信息

本文介绍了一种新型高性能背照式单光子雪崩二极管（SPAD）阵列传感器的设计和性能特性。它采用20μm像素设计，具有低击穿电压及低温度系数特点。该传感器采用3D堆叠制造，SPAD晶圆和逻辑晶圆之间采用Cu-Cu混合键合来增大光子接收面积，SPAD晶圆采用55nm BSI工艺制成，逻辑晶圆采用40nm逻辑工艺。通过在BSI像素结构中引入光子散射结构、底部反射镜和微透镜等进一步增加了光子吸收率。器件雪崩电压低于20V,温度系数为18mV/℃; 4V过偏压下905nm光子探测效率PDE典型值为28.8%，应用中可以通过调节填充因子和雪崩区电场来调节PDE的大小; DCR为14 Hz/μm2, Afterpulse小于0.5%;Crosstalk小于0.5%,Jitter为350ps，具有良好的探测性能。该传感器为高性能dTOF测距芯片提供一种可量产市场解决方案。根据不同的应用要求，该传感器设计不仅可适用于各种移动端的应用，如移动和VR/AR等对PDE要求不高的场景，而且也可以应用于车载自动驾驶、无人机等对PDE要求较高的应用场景。

关键词：单光子雪崩二极管背照式光子探测效率暗噪声串扰

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基于门级信息流追踪技术的逻辑混淆攻击方法

西北工业大学学报 2024年第1期42卷 78-83页

作者：刘亮朱嘉诚张喆沈利香孙玉峰慕德俊北京智芯微电子科技有限公司北京100000 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

逻辑混淆技术是一种实现知识产权保护、防止逆向工程的主流技术手段。提出了基于门级信息流追踪技术的逻辑混淆攻击方法,采用门级抽象层次上的信息流分析方法,建立信息流模型,对输出及其污染标签进行约束,使用SAT求解器求解满足约束条... 详细信息

逻辑混淆技术是一种实现知识产权保护、防止逆向工程的主流技术手段。提出了基于门级信息流追踪技术的逻辑混淆攻击方法,采用门级抽象层次上的信息流分析方法,建立信息流模型,对输出及其污染标签进行约束,使用SAT求解器求解满足约束条件的混淆密钥序列。实验结果表明该攻击方法对5种混淆加密算法、2种面积开销生成的测试基准有很好的破解效果和效率。

关键词：逻辑混淆攻击门级信息流追踪集成电路知识产权保护

基于故障传播模型的硬件安全性与可靠性验证方法

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 92-97页

作者：张茜歌朱嘉诚马俊沈利香周佳慧慕德俊北京智芯微电子科技有限公司北京100000 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

大规模集成电路正面临着诸如设计脆弱性、侧信道、硬件木马等安全漏洞的威胁。传统的功能测试验证方法无法遍历所有的输入空间,同样无法检测侧信道安全漏洞。现有的形式化验证方法关注硬件设计的等价性和功能的正确性,难以满足安全性和... 详细信息

大规模集成电路正面临着诸如设计脆弱性、侧信道、硬件木马等安全漏洞的威胁。传统的功能测试验证方法无法遍历所有的输入空间,同样无法检测侧信道安全漏洞。现有的形式化验证方法关注硬件设计的等价性和功能的正确性,难以满足安全性和可靠性验证需求。研究面向安全性和可靠性验证的形式化模型,形成有效的硬件安全性与可靠性形式化验证方法。该方法能够从门级对集成电路进行建模,生成细粒度的形式化模型,实现对安全性与可靠性的形式化验证,可以捕捉硬件设计中潜在的安全隐患。实验结果表明该验证方法对硬件设计中存在的侧信道和硬件木马导致的信息泄露和篡改有很好的检测效果。

关键词：形式化模型故障效应分析漏洞检测硬件安全

用于Mini/Micro-LED芯片缺陷检测的全局特征压缩卷积神经网络

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仪器仪表学报 2024年

作者：田心如褚洁蔡觉平温凯林王宇翔西安电子科技大学微电子学院苏州鸿鹄骐骥电子科技有限公司

微型发光二极管（Mini/Micro-LED）是下一代显示技术。随着Mini/Micro-LED芯片物理尺寸的微小化，制造良品率下降、集成度激增，Mini/Micro LED芯片的快速、精确检测成为工业生产的关键。然而由于芯片尺寸小、分布密集，单个目标的特征... 详细信息

微型发光二极管（Mini/Micro-LED）是下一代显示技术。随着Mini/Micro-LED芯片物理尺寸的微小化，制造良品率下降、集成度激增，Mini/Micro LED芯片的快速、精确检测成为工业生产的关键。然而由于芯片尺寸小、分布密集，单个目标的特征信息占比不足，且工业检测要求检测算法速度快、易部署，Mini/Micro-LED芯片缺陷检测仍面临巨大挑战。针对这些问题，我们设计了一种压缩注意力细节-语义互补卷积神经网络(CADSC-CNN)。在特征融合网络加入基于自注意力机制的编码器结构，更容易获取全局信息，对小目标的特征信息进行补充;同时对自注意力进行压缩操作减少模型的参数量，提高检测速率。此外，我们通过工业相机采集的Mini/Micro-LED数据集验证该方法的有效性。实验表明，该方法的mAP率达到了95.6%，速度为100.6FPS。

关键词：缺陷检测 Mini/Micro-LED 卷积神经网络自注意力

联合多连接特征编解码与小波池化的轻量级语义分割

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电子科技大学学报 2024年第3期53卷 366-375页

作者：易清明王渝石敏骆爱文暨南大学信息科学技术学院广州510632 泰斗微电子科技有限公司广州510663

语义分割是当前场景理解领域的基础技术之一。现存的语义分割网络通常结构复杂、参数量大、图像特征信息损失过多和计算效率低。针对以上问题,基于编-解码器框架和离散小波变换,设计了一个联合多连接特征编解码与小波池化的轻量级语义... 详细信息

语义分割是当前场景理解领域的基础技术之一。现存的语义分割网络通常结构复杂、参数量大、图像特征信息损失过多和计算效率低。针对以上问题,基于编-解码器框架和离散小波变换,设计了一个联合多连接特征编解码与小波池化的轻量级语义分割网络MLWP-Net(Multi-Link Wavelet-Pooled Network),在编码阶段利用多连接策略并结合深度可分离卷积、空洞卷积和通道压缩设计了轻量级特征提取瓶颈结构,并设计了低频混合小波池化操作替代传统的下采样操作,有效降低编码过程造成的信息丢失;在解码阶段,设计了多分支并行空洞卷积解码器以融合多级特征并行实现图像分辨率的恢复。实验结果表明,MLWP-Net仅以0.74 MB的参数量在数据集Cityscapes和CamVid上分别达到74.1%和68.2%mIoU的分割精度,验证了该算法的有效性。

关键词：实时语义分割轻量级神经网络多连接特征融合小波池化多分支空洞卷积

基于磁性传感器的低失调温度补偿接口电路设计

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1521-1528页

作者：樊华常伟鹏王策李国刘建明李宗霖魏琦冯全源电子科技大学重庆微电子产业技术研究院重庆401331 电子科技大学集成电路科学与工程学院(示范性微电子学院) 成都611731 电子科技大学广东电子信息工程研究院东莞523808 成都华微电子科技股份有限公司成都610041 清华大学精密仪器系北京100084 西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路。针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益... 详细信息

面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路。针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益放大器(PGA)的增益有效地降低了霍尔传感器的温度系数(TC)。在此基础上,通过在信号主通路中使用相关双采样(CDS)技术,极大程度上消除了霍尔传感器的失调电压。仿真结果表明,在–40°C~125°C温度范围内,霍尔传感器的TC从966.4 ppm/°C减小到了58.1 ppm/°C。信号主通路的流片结果表明,霍尔传感器的失调电压从25 mV左右减小到了4 mV左右,霍尔传感器的非线性误差为0.50%。芯片的总面积为0.69 mm^(2)。

关键词：霍尔传感器接口电路温度补偿低失调电压

2~6 GHz 100 W高效率平衡式功率放大器的研制

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电子科技大学学报 2024年第1期53卷 8-13页

作者：来晋明徐会博李志友倪涛王超杰银军王海龙马晓华西安电子科技大学微电子学院西安710071 中国电子科技集团公司第二十九研究所成都610036 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050050

为解决传统宽带大功率放大器工作效率低的问题,采用新型电阻电抗连续B/J类功放模式拓展晶体管高效率的输出负载阻抗空间,从而提高宽带功放的漏级输出效率。提出了一款基于0.25μm栅长的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)的平衡式功放... 详细信息

为解决传统宽带大功率放大器工作效率低的问题,采用新型电阻电抗连续B/J类功放模式拓展晶体管高效率的输出负载阻抗空间,从而提高宽带功放的漏级输出效率。提出了一款基于0.25μm栅长的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)的平衡式功放。该功放将LC匹配网络和切比雪夫阻抗变换器相结合实现GaN HEMT器件宽带输入输出阻抗匹配,并利用3 dB Lange耦合器实现宽带平衡式功率合成。在连续波测试条件下,该平衡式功放在2~6 GHz频带内输出功率大于100 W,漏极效率大于45%,功率增益大于9.0 dB,抗负载失配比优于5:1。

关键词： GaN HEMT 宽带平衡式功率合成功率放大器

高效率高功率976 nm半导体激光芯片设计与制备

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中国激光 2024年第7期51卷 211-216页

作者：付鹏张艳春赵涛赵勇明唐松李颖韩沈丹广东先导院科技有限公司广东广州510535 度亘核芯光电技术(苏州)有限公司江苏苏州215124

976 nm高功率半导体激光芯片是光纤激光器的核心部件,具有极为重要的产业价值。报道了课题组在高效率高功率半导体激光芯片的设计、制作与测试方面的研究成果。为了最大限度地提高器件的功率转换效率,同时满足苛刻的寿命要求,在设计上... 详细信息

976 nm高功率半导体激光芯片是光纤激光器的核心部件,具有极为重要的产业价值。报道了课题组在高效率高功率半导体激光芯片的设计、制作与测试方面的研究成果。为了最大限度地提高器件的功率转换效率,同时满足苛刻的寿命要求,在设计上采用双非对称大光腔波导结构,同时对量子阱结构、波导结构、掺杂以及器件结构进行了优化;在外延生长方面,系统地优化了生长工艺参数,确保了外延材料具有极高的内量子效率及低内损耗。大量测试表明:所制作的器件(腔长为5 mm、发光条宽为200μm的芯片)在室温、连续波(CW)测试条件下,阈值电流约为1 A,斜率效率为1.14 W/A;当电流为9 A时,最高功率转换效率高达72.4%;当电流为30 A时,输出功率达到29.4 W,功率转换效率为61.3%;对应于95%光场能量的水平远场发散角低至8.7°。上述参数性能已经达到了国际同类产品的先进水平。

关键词：激光器半导体激光芯片高功率转换效率高功率低水平远场发散角 976 nm

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空间耦合量子LDPC码的双窗口滑动译码

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 11-20页

作者：王云江朱高辉杨宇霆马钟魏璐石莎西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学广州研究院广东广州510555 西安微电子技术研究所陕西西安710065

量子纠错码是应对量子计算过程中不可避免的噪声干扰的关键途径。和其经典情形一样,空间耦合量子LDPC码理论上也可在纠错性能和译码时延间取得良好的均衡。考虑到目前采用常规置信传播算法(BPA)的空间耦合量子LDPC(SC-QLDPC)码在译码过... 详细信息

量子纠错码是应对量子计算过程中不可避免的噪声干扰的关键途径。和其经典情形一样,空间耦合量子LDPC码理论上也可在纠错性能和译码时延间取得良好的均衡。考虑到目前采用常规置信传播算法(BPA)的空间耦合量子LDPC(SC-QLDPC)码在译码过程中仍存在复杂度高和译码时延长的问题,受经典滑窗译码算法的启发,并结合和利用SC-QLDPC码所对应的两个奇偶校验矩阵在主对角线和副对角线上具有非零对角带的结构特点,提出了针对量子SC-QLDPC码的滑窗译码算法(称为量子双窗口滑动译码算法)。在该策略中,通过窗口在两个经典校验矩阵主副对角线上的同时滑动,保证了相应量子比特部分译码所需的相位与比特翻转错误图样信息的提取,从而使其在译码性能和时延之间取得良好均衡。对所提量子双窗口滑动译码算法进行仿真验证,结果表明其不仅能提供灵活的低时延译码输出,并且当窗口扩大时,其译码性能逼近标准的量子置信传播算法,显著提升了SC-QLDPC码的应用范围。

关键词： LDPC码空间耦合量子码双窗口滑动 BP译码

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