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基于波形测试的异质结双极型晶体管器件负载失配影响分析

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强激光与粒子束 2024年第1期36卷 30-36页

作者：张津豪苏江涛谢炜誉邵世缘徐魁文李文钧杭州电子科技大学浙江省大规模集成电路设计重点实验室杭州310018

大功率电磁脉冲冲击下,射频集成微系统内部容易产生负载失配问题,严重者可能导致系统失效甚至损毁。采用实时的波形测试方法,对射频器件的负载失配进而导致器件损毁的机理进行了分析。该方法以矢量网络分析仪作为主要测试仪器,结合回波... 详细信息

大功率电磁脉冲冲击下,射频集成微系统内部容易产生负载失配问题,严重者可能导致系统失效甚至损毁。采用实时的波形测试方法,对射频器件的负载失配进而导致器件损毁的机理进行了分析。该方法以矢量网络分析仪作为主要测试仪器,结合回波信号注入和相位参考模块获得待测器件实时电压电流波形,进而分析其负载失配影响机制。采用有源负载牵引技术模拟大功率耦合电磁脉冲注入,进行了电压驻波比39∶1的失配测试,大幅提升了测试范围。创新性地采用了谐波信号源注入模拟杂散谐波电磁干扰,评估器件的谐波阻抗失配特性。通过实际异质结双极型晶体管(HBT)器件测试的结果表明,基波的失配会造成负载端电压过大,增加器件的易损性;基波和谐波频率的干扰分量组合使得输出电压瞬态峰值升高,造成器件的损毁。在进行电磁安全防护时,应同时考虑基波和谐波频率的防护。

关键词：负载失配波形测试异质结双极型晶体管电磁安全防护

基于Bandgap的改进型像元共享CTIA红外读出电路设计

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激光技术 2024年

作者：王坤关晓宁康智博张凡张焱超邓旭光周峰芦鹏飞北京空间机电研究所浙江超晶晟锐光电有限公司北京邮电大学集成电路学院

为了提高红外读出电路动态范围、增强红外成像质量，加入暗电流抑制模块电路，设计了一种四像元分时共享的电容反馈跨阻放大器(CTIA)和带隙基准(Bandgap)源相互配合的高性能红外读出电路；通过带隙基准源产生两个基准电压586 mV和293 m... 详细信息

为了提高红外读出电路动态范围、增强红外成像质量，加入暗电流抑制模块电路，设计了一种四像元分时共享的电容反馈跨阻放大器(CTIA)和带隙基准(Bandgap)源相互配合的高性能红外读出电路；通过带隙基准源产生两个基准电压586 mV和293 mV，其中293 mV的基准电压值的温漂系数达到1.49 ppm/℃，可对分流管的栅极和源极提供稳定的电压偏置，实现对暗电流的精准撇除。结果表明，可实现电流信号从10 pA～10 nA的宽动态范围的积分电压读出，读出数据通过线性拟合，拟合优度R2达到0.9992，表明电路性能良好。此研究未来可应用到线列和面阵的红外探测器中。

关键词：探测器读出电路暗电流抑制像元共享带隙基准

针对可穿戴设备的稀疏化卷积心律失常分类加速器设计

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浙江大学学报（理学版） 2024年第4期51卷 492-500页

作者：徐轶凡申烁林昊吴中行刘昊东南大学集成电路学院江苏无锡214000

近年来,卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)因其优异的检测与识别能力,在心电图(electrocardiogram,ECG)信号的诊断研究中备受瞩目。然而,CNN模型因参数规模和算力需求较大,难以用于资源受限的可穿戴嵌入式设备。虽然使... 详细信息

近年来,卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)因其优异的检测与识别能力,在心电图(electrocardiogram,ECG)信号的诊断研究中备受瞩目。然而,CNN模型因参数规模和算力需求较大,难以用于资源受限的可穿戴嵌入式设备。虽然使用剪枝技术可压缩网络规模,但稀疏化剪枝后权重的不规则分布使修剪后的网络模型依然存在无法高效处理非零数据的问题。为此,设计了一种高效的稀疏化卷积心律失常分类加速器。首先,采用多批次划分的稀疏压缩数据流方法提高计算效率;其次,设计了稀疏感知的计算阵列(processing element,PE)完成卷积运算,解决剪枝带来的负载不平衡问题。在现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上的仿真结果显示,所设计的稀疏化卷积加速器在200 MHz时钟频率下的吞吐率为53.84GOP·s^(-1)、平均功耗为0.263 W、能效比为204.72 GOP·W^(-1)、五分类准确率达98%,相较于以往的稀疏化加速器,最高可以实现2.0~2.4倍的加速、4.5~6.1倍的能效比提升,适用于可穿戴的ECG分类设备。

关键词：可穿戴嵌入式设备非结构化剪枝卷积神经网络硬件加速器

基于广度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法

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光学学报 2024年第9期44卷 139-149页

作者：杨欣华江一鹏李思坤廖陆峰张双张利斌张生睿施伟杰韦亚一王向朝中国科学院上海光学精密机械研究所高端光电装备部中国科学院大学材料与光电研究中心中国科学院微电子研究所EDA中心中国科学院大学集成电路学院东方晶源微电子科技(北京)有限公司浙江大学光电科学与工程学院

提出一种基于广度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法。通过广度优先搜索算法得到所有图形数最少的关键图形组。以45 nm标准单元库测试图形集为例，采用商用计算光刻软件Tachyon Tflex对本文方法的筛选结果进行仿真验证。结... 详细信息

提出一种基于广度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法。通过广度优先搜索算法得到所有图形数最少的关键图形组。以45 nm标准单元库测试图形集为例，采用商用计算光刻软件Tachyon Tflex对本文方法的筛选结果进行仿真验证。结果表明，本文方法获得的关键图形组的工艺窗口优于Tachyon Tflex中的同类技术。相比于基于深度优先搜索的全芯片SMO关键图形筛选方法，本文方法只筛选出所有图形数量最少的关键图形组，图形筛选效率更高。

关键词：集成光学图形筛选计算光刻全芯片光源掩模联合优化广度优先搜索

“双碳”目标下城市形态对碳排放的影响:以长江经济带为例

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环境科学 2024年第6期45卷 3389-3401页

作者：冯新惠李艳王诗逸余迩杨佳钰吴能君浙江大学公共管理学院土地科学与不动产研究所杭州310058

明晰城市形态对于碳排放的影响机制,是实现城市碳减排的重要前提.以长江经济带为例,在阐述城市形态对于碳排放作用机制的基础上,利用多源数据定量评估城市形态,并分别采用空间计量模型和地理探测器在全局和分区域尺度评估2005~2020年城... 详细信息

明晰城市形态对于碳排放的影响机制,是实现城市碳减排的重要前提.以长江经济带为例,在阐述城市形态对于碳排放作用机制的基础上,利用多源数据定量评估城市形态,并分别采用空间计量模型和地理探测器在全局和分区域尺度评估2005~2020年城市形态对于碳排放的影响.结果表明:①2005~2020年,碳排放量由2 365.31 Mt上升至4 230.67 Mt,但增速呈逐渐放缓的趋势.其在空间上呈现两极分布格局,高值区主要集中在上海和重庆等核心城市,低值区集中在四川和云南西部地区.②建设用地面积在15年间整体扩张,建设用地人口密度呈下降趋势;城市破碎度不断降低且各市之间差异逐渐缩小;城市形状的平均规则程度有所提升,且各市紧凑度显著增加.③城市规模在全局尺度对碳排放有显著的正向作用,城市破碎度在2005年对碳排放有显著负向效应,但在随后年份负效应减弱,城市紧凑度指标在研究时段内与碳排放呈显著负相关性.④斑块类型面积、斑块密度和有效网格大小对上游城市碳排放的影响最为显著;有效网格大小、平均周长面积比和斑块类型面积在中游城市影响程度较高;有效网格大小、同类邻接百分比和最大斑块指数则是促进下游城市碳减排的关键因素.不同区域城市应当综合考虑各城市形态指标对于碳排放的影响,继而优化其城市形态以推动可持续发展.

关键词： “双碳”目标城市形态碳排放空间计量模型地理探测器长江经济带

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面向高性能计算的低温芯片技术:发展和挑战

中国科学：信息科学 2024年第1期54卷 88-101页

作者：程然李博王宗巍张结印单伟伟张建军蔡一茂韩根全浙江大学微纳电子学院杭州311200 西安电子科技大学杭州研究院杭州311231 北京大学集成电路学院北京100871 松山湖材料实验室半导体异质材料与器件中心东莞523808 东南大学集成电路学院南京211189 中国科学院物理研究所纳米物理与器件重点实验室北京100190

过去60多年,集成电路技术的进步推动了电子信息领域的快速发展.随着工艺制程进入纳米阶段,通过微缩化技术进一步提升器件和电路的性能需要克服技术和成本方面的多重挑战.探寻新的器件、设计和架构技术是高性能计算领域解决当下瓶颈的必... 详细信息

过去60多年,集成电路技术的进步推动了电子信息领域的快速发展.随着工艺制程进入纳米阶段,通过微缩化技术进一步提升器件和电路的性能需要克服技术和成本方面的多重挑战.探寻新的器件、设计和架构技术是高性能计算领域解决当下瓶颈的必然路径.低温芯片技术,利用晶体管低温下电学性能的提升,可以进一步提高逻辑芯片的算力并降低动态和静态功耗,由于和现有集成电路技术兼容性较高,是低成本实现更高性能计算的理想技术路线之一.此外,随着量子计算技术的发展,可扩展的大规模量子芯片需要和极低温互补金属氧化物半导体CMOS电路以及存储芯片实现片上集成,进而实现更高效的数据处理.本文面向高性能计算应用,从器件表征、模型、仿真和设计、应用等多个层面,分析并总结了低温芯片技术领域的发展历程、理论基础和技术挑战,并给出针对性的解决方案和建议,有助于推动我国在低温芯片技术领域的持续发展.

关键词：低温芯片低温电子学低温PDK 高性能计算量子计算

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存算一体芯片发展现状、趋势与挑战

中国科学：信息科学 2024年第1期54卷 16-24页

作者：康旺寇竞赵巍胜北京航空航天大学集成电路科学与工程学院北京100191

冯·诺依曼计算架构本质上面临“存储墙”和“功耗墙”瓶颈,近年来摩尔定律的放缓进一步加剧了上述瓶颈.新型存算一体芯片技术通过器件–架构–电路–工艺的协同创新,将数据存储与计算融合一体化,大幅降低数据搬运及其开销,被视为后摩... 详细信息

冯·诺依曼计算架构本质上面临“存储墙”和“功耗墙”瓶颈,近年来摩尔定律的放缓进一步加剧了上述瓶颈.新型存算一体芯片技术通过器件–架构–电路–工艺的协同创新,将数据存储与计算融合一体化,大幅降低数据搬运及其开销,被视为后摩尔时代突破冯·诺依曼架构瓶颈的重要技术方向之一.同时,存算一体芯片通过大规模并行运算方式实现高算力,在一定程度上可以缓解工艺微缩压力,对我国在新一轮人工智能革命中突破算力困境,具有重要的战略意义与应用价值.基于国家自然科学基金委员会第347期“双清论坛(青年)”,本文介绍存算一体芯片领域当前的研究现状,分析了存算一体芯片技术对我国的重要战略意义,展望了未来亟待解决的关键科学问题与技术挑战,并进一步给出了该领域的发展趋势和建议.

关键词：存内计算近存计算异构集成异构架构

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城市多中心交通绩效研究的评述与展望

城市发展研究 2024年第5期31卷 8-14页

作者：唐古拉杨建军浙江大学城市规划与设计研究所浙江大学平衡建筑研究中心浙江大学建筑设计研究院有限公司

随着城市规模不断扩大，交通拥堵、长时间通勤等城市病越发显现。多中心是应对城市交通问题的重要规划理念，理清其交通绩效的内涵，梳理多中心结构实现良好交通绩效的路径，可以为大城市解决交通问题提供理论依据。在文献回顾的基础上... 详细信息

随着城市规模不断扩大，交通拥堵、长时间通勤等城市病越发显现。多中心是应对城市交通问题的重要规划理念，理清其交通绩效的内涵，梳理多中心结构实现良好交通绩效的路径，可以为大城市解决交通问题提供理论依据。在文献回顾的基础上，从尺度、功能、形态和联系4个方面概括了多中心的内涵，从交通过程和交通结果两个角度总结了多中心交通绩效的表征。提出了多中心结构实现良好交通绩效的理论路径，即“功能疏散—交通分散—职住平衡—交通流组团化—通勤距离减少—交通拥堵缓解”,并指出功能疏散和职住平衡是其中的关键机制。在此基础上，进一步剖析了多中心交通绩效实证研究中存在的分歧点。最后，从理论整合、网络思维、动态评价和实施路径等4个方面，提出未来研究的展望。

关键词：多中心交通绩效功能疏散职住平衡

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T2SL红外探测器高量子效率机理研究进展

激光技术 2024年

作者：杨雪艳孙童关晓宁赵雅琪张凡张焱超芦鹏飞周峰北京邮电大学集成电路学院浙江超晶晟锐光电有限公司

二类超晶格（T2SL）红外探测器灵敏度高、响应速度快，适用于更远距离成像、更高速度的运动目标追踪。量子效率（QE）是决定光电探测器能否高质量成像的关键指标之一，提高T2SL红外探测器的QE具有重要意义。为了更直观理解T2SL红外探测... 详细信息

二类超晶格（T2SL）红外探测器灵敏度高、响应速度快，适用于更远距离成像、更高速度的运动目标追踪。量子效率（QE）是决定光电探测器能否高质量成像的关键指标之一，提高T2SL红外探测器的QE具有重要意义。为了更直观理解T2SL红外探测器QE提高方式，梳理了中长波T2SL红外探测器提高QE的方法，归纳了QE在不同调控手段下能达到的程度，重点讨论了能带结构设计、吸收层厚度设定、吸收层掺杂类型选择、材料改进等方面对T2SL红外探测器QE的影响情况，并对T2SL红外探测器高QE的研究现状和未来发展进行了展望。结果表明，设计合适的能带结构增大波函数重叠程度、采用P型吸收层并增大吸收层厚度、采用无Ga材料体系提高载流子寿命可以有效提高T2SL红外探测器的QE。

关键词：探测器二类超晶格量子效率吸收层