2025年1月8日，由北京大学集成电路学院、集成电路学院高精尖创新中心、北京大学国家集成电路产教融合创新平台、集成电路科学与未来技术北京实验室、后摩尔时代微纳电子学科创新引智基地、北京大学校友会半导体分会联合主办的“未名·芯”论坛系列讲座第五十四期在微纳电子大厦103报告厅成功举办。本次论坛由东京工业大学荣誉教授、Tech Idea公司创始人兼首席执行官Akira Matsuzawa（松泽昭）教授主讲，为师生带来题为“Shape the World with Mixed-Signal Integrated Circuits: Past, Present, and Future”的精彩讲座。北京大学助理教授唐希源主持。
Matsuzawa教授首先回顾了混合信号集成电路的发展历程，指出其在多个领域的广泛应用和重要贡献。在数字音频领域，从最初的Bipolar音频DAC到现代的∆Σ调制DAC，数据转换器技术的进步显著提升了音频质量。在数字电视和便携式摄像机中，混合信号集成电路通过高精度的ADC和低功耗的CMOS技术，实现了图像的稳定传输和处理。通过使用插值技术，Bi-CMOS两步式FlashADC可以在减少非线性误差的条件下极大地减小ADC功耗。此外，他还提到了便携式摄像机如何通过数字信号处理技术来稳定因摄像机抖动引起的图像模糊。在成像技术方面，CCD和CMOS图像传感器的发展，结合先进的ADC架构，极大地推动了3D成像和高分辨率成像技术的进步。此外，在无线通信中，混合信号集成电路通过波束成形技术和高频滤波器的应用，提高了信号的传输效率和质量。
在展望混合信号集成电路发展未来时，Matsuzawa教授强调了混合信号集成电路在人工智能和量子计算中的潜力。他指出，混合信号神经元电路在人工智能处理中具有高能效的优势，能够高效地进行神经网络的MAC运算。在量子计算领域，混合信号集成电路用于控制量子比特，如微波收发器和DAC/ADC阵列，对于实现量子计算机的精确操作至关重要。此外，模拟计算的复兴也为未来计算机的发展提供了新的思路。另一方面，在ADC本身的技术发展上，Matsuzawa教授详细阐述了混合型ADC的创新趋势。他指出，基于逐次逼近寄存器（SAR）的混合型ADC正在成为研究热点，这种架构通过结合不同ADC的优点，能够显著提升性能。此外，他还介绍了环形放大器和浮动反相器放大器等新型放大器设计，为混合型ADC的发展提供有力支持。
在听众提问环节，学生对Matsuzawa教授最喜欢的电路结构表示好奇。教授表示，他偏爱那些简单但非常有用的电路结构，如SAR ADC架构、Flash interpolation和增益提升运算放大器（gain boosting opamp）。这些电路不仅在设计上简洁高效，而且在实际应用中具有广泛的适用性，体现了模拟集成电路设计之艺术。另一个问题涉及随着工艺进步放缓，ADC的未来发展方向。Matsuzawa教授指出，ADC的设计不仅受工艺技术的限制，还需要根据具体应用进行创新。他强调，新的应用场景和需求是推动其发展的重要动力。
个人简介：
Akira Matsuzawa received B.S., M.S., and Ph.D. degrees in EE from Tohoku University, Sendai, Japan, in 1976, 1978, and 1997.In 1978, he joined Panasonic and worked on R&D of Mixed Signal LSI technologies; video-rate ADCs and mixed-signal SoCs for DVD systems. In April 2003, he joined Tokyo Tech. as a full professor. He has been studying on millimeter-wave CMOS TRXs and ADCs. He retired from Tokyo Tech. in March 2018 and became professor emeritus and CEO of Tech Idea Co., Ltd.
He received the R&D100 award in 1994, the ISSCC evening panel award in 2003, 2005, 2015, the MEXT science and technology award in 2017, the IEICE achievement award in 2019, and IEEE Donald. O. Pederson award in solid-state circuits in 2022. He is an IEEE Fellow since 2002.
