近日，集成电路设计领域全球最高级别学术会议ISSCC传来特大喜讯，北京大学集成电路学院黄如院士-叶乐教授（沈林晓研究员）团队荣获ISSCC 2023年度唯一最佳论文奖（杰出技术论文奖）（Anantha P. Chandrakasan Award for Outstanding Distinguished-Technical Paper），这既是集成电路设计领域国际年度唯一最高学术荣誉，也是ISSCC自1953年创办70年以来国内（含港澳地区）首次获奖，表明北京大学团队在集成电路设计领域已经获得国际最高创新水平的认可。
颁奖现场
该工作（JihangGao, Linxiao Shen*, Heyi Li, Siyuan, Ye, Jie Li, Xinhang Xu, Jiajia Cui, Yunhung Gao, Ru huang, and Le Ye*,“A 7.9fJ/Conversion-Step and 37.12aFrms Pipelined-SAR Capacitance-to-Digital Converter with kT/C Noise Cancellation and Incomplete-Settling-Based Correlated Level Shifting”, ISSCC 2023）针对面向高速高精度电容数字转换器需求，在架构和电路两个层面都提出了新的解决方案。在架构层面，本工作创新性地采用了流水线型逐次逼近型寄存器型电容传感器架构，在实现高精度、高能效的同时，提升了转换速度；在电路层面，该工作首次提出了可应用于电容传感中的kT/C采样噪声消除技术，解决了小电容传感中的精度瓶颈问题，突破了采样热噪声导致的精度瓶颈问题。此外，该工作首次提出的基于不完全建立的相关电平抬升技术，缩短了传统增益提升技术的粗放大阶段的时间，在减少功耗的同时，将等效开环增益显著提升，提高了级间放大器的能量效率和精度。在提高转换速率的同时，实现了高精度（1fFrms噪声水平）电容传感器的能量效率世界纪录。该论文的第一作者是高继航，他目前是北京大学集成电路学院博士生二年级学生，该项工作也得到了李和倚、叶思源、李杰、许欣航、崔佳佳、高润雄等同学的技术支持，论文的通讯作者是沈林晓研究员和叶乐教授。
获奖介绍页
该工作成果可广泛应用于各类电容型传感器领域，包括人机交互场景下的隔空触摸应用，各类电容型的传感器（压力、湿度、加速度计等），该工作核心ADC部分的共性技术成果，也可应用于新能源电池组监测BMSAFE芯片。面对美国对我高端芯片严苛的禁运打压，团队同时致力于打造“一流科研成果”到“一流工程应用”的产学研循环飞轮，将领先的科研成果转化应用于产业，努力攻克隔空触摸、高端电容型压力传感器等芯片的自主可控；努力打造新能源电池组监测芯片领域“设计-工艺-通信-标准”全链条中国造，解决新能源储能和汽车电池组核心芯片的数据安全和供应链安全问题；积极推进SRAM 存算一体AI芯片攻关、及其与RISC-V异构融合的AI芯片研发攻关，致力于依托国产现有工艺“通过SRAM存算一体和RISC-V异构融合”的架构创新路线，来突破1017算力密度限制红线，支撑大模型等人工智能战略应用的算力需求。
芯片架构图、芯片照片、及芯片测试结果
ISSCC全称为国际固态电路会议，是世界学术界和企业界公认的集成电路设计领域最高级别学术会议，被业界誉为“芯片设计国际奥林匹克会议”，自1953年以来已连续开办70余年，每年2月份均在美国旧金山召开；每年约有200余项芯片实测成果入选，约四成左右的芯片成果来自于国际芯片巨头公司，例如：英特尔、三星、台积电、AMD、英伟达、高通、博通、ADI、TI、联发科等，其余六成左右的芯片成果来自于高校和科研院所；历史上入选ISSCC的成果代表着当年度全球领先水平，展现出芯片技术和产业的发展趋势，多项“芯片领域里程碑式发明”在ISSCC首次披露，如：世界上第一个集成模拟放大器芯片（1968年）、第一个8位微处理器芯片（1974年）和32位微处理器芯片（1981年）、第一个1Gb内存DRAM芯片（1995年）、第一个多核处理器芯片（2005年）等。
最佳论文奖（年度杰出技术论文奖）（Anantha P. Chandrakasan Award for Outstanding Distinguished-Technical Paper）是ISSCC的最高级别年度奖励，由ISSCC技术评审委员会评审决定，每年全球仅颁发一项。
