ISSCC2024将于美国西部时间2024年2月18-22日在旧金山召开。ISSCC于1954年首次举办,是半导体和集成电路领域规模最大、最著名的国际会议,享有“芯片奥林匹克”的声誉。
2023年11月20日,ISSCC2024中国区发布会举行,发布会介绍了ISSCC 2024的论文入选情况以及最新研究动向。
中国科学院院士刘明研究员在致辞中表示,首先要祝贺中国内地加上港澳在ISSCC再次取得特别好的成绩;第二有更多的高校在ISSCC上发表论文,表明我国的固态电路的队伍越来越壮大;第三是随着海外优青的加入,让我国固态电路人员规模越来越大,实力更强;第四要把现在一些面的工作形成点,一些点的工作要逐渐形成面,然后形成体系;第五最好能有一些原创性工作,成为这个行业的引领,最终对产业形成影响。
一、全球论文情况
据介绍,ISSCC2024共收到873篇论文,创论文投稿新高度,较2022年629篇增长38.8%;经过技术委员会评审,有18个国家的93个机构的234篇论文入选(不包括4篇专题演讲和8篇特邀报告),其中:来自高校的168篇,占比71.8%;来自工业界的58篇,占比24.9%;来自研究机构的为8篇,占比3.3%。
ISSCC2024的论文录用率仅为26.8%,创下有史以来的最低录用率;自2005年以来,论文投稿数量一直稳定在580-640篇之间,ISSCC2024突破800篇,一是业界的关注,二是疫情之后的论文井喷现象,各大顶会的投稿数都激增。
从论文录用的领域分布来看,今年最大的变化是增设了“电路安全”领域,而将之前中国大陆的强势领域“机器学习”取消,在“电路系统”下面设立有关“机器学习”的Session。
从大区来看,远东区有148篇,其中:来自中国的有86篇,韩国有49篇,日本有11篇,新加坡和印度各有1篇;,美洲区有57篇;欧洲区29篇(包括1篇来自阿联酋的论文)。
从高校方面来看,ISSCC 2024共有65所高校168篇论文入选,超过2篇论文数量的高校有33所;其中澳门大学以14篇论文入选,蝉联第一。
二、中国论文情况
1、中国论文总体情况
中国(包括内地、香港、澳门、台湾)论文入选数量继续保持第一,从2023年的82篇(中国内地43篇,中国澳门15篇,中国香港1篇,中国台湾23篇)增至86篇(中国内地55篇,中国澳门14篇,中国台湾17篇)。
2、中国大陆论文总体情况
中国(包括内地、香港、澳门)论文入选数量继续保持第一,从ISSCC 2023的 59篇(中国内地43篇,中国澳门15篇,中国香港1篇)增至69篇(中国内地55篇,中国澳门14篇),论文数量占比从ISSCC2023的29.80%降至29.49%。
第一作者单位也从去年的16个增至今年的19个,包括高校65篇:澳门大学14篇、北京大学5篇、北京理工大学1篇、电子科技大学4篇、东南大学6篇、复旦大学3篇、华东师范大学1篇、南方科技大学5篇、清华大学13篇、上海交通大学1篇、同济大学1篇、西安交通大学1篇、香港中文大学(深圳)2篇、浙江大学2篇、中国科技大学5篇、中山大学1篇;科研机构3篇:中科院微电子所2篇、中科院半导体所1篇;工业界1篇:万高科技1篇。
祝贺北京理工大学、华东师范大学、南方科技大学、同济大学、香港中文大学(深圳)和万高科技第一次在ISSCC会议上表论文!同时中国内地在ISSCC发表论文的高校增至17所!
从ISSCC 2020开始,工业界连续五年都有1篇论文入选,分别是重庆线易科技、南京低功耗芯片技术研究院、纽瑞芯科技、豪威科技、万高科技;值得一提的是,重庆线易科技、南京低功耗芯片技术研究院、万高科技都是由高校教授创办。
ISSCC2024,中国内地+香港+澳门的论文收录已经涵盖全部技术领域,并且收录文章数量持续上涨,进一步表明中国大陆的科研实力。。
三、技术发展趋势
1、无线通讯
复旦大学徐鸿涛教授进行介绍。共收到论文77篇,接收论文19篇,其中学术界16篇、工业界3篇。远东区在无线通讯方面依旧占据主导,共有11篇;其中中国大陆有8篇,全部来自高校,分别是复旦2篇、电子科技大学2篇、澳门大学1篇、浙江大学1篇、东南大学1篇、华东师范大学1篇;韩国有2篇,来自工业界的三星;日本1篇来自东京工业大学。
无线通讯分为Session 4用于通信和测距的高性能收发器和发射器(中国大陆1篇来自复旦)、Session 5无线射频和毫米波接收机技术(中国大陆2篇分别来自复旦、电子科技大学)、Session 23节能(中国大陆3篇分别来自华东师范大学、浙江大学、澳门大学)和Session 24 D波段/亚太赫兹发射机和传感器(中国大陆2篇分别来自东南大学、电子科技大学)。
Session 4的亮点文章,是三星采用14纳米制造的三频双并发Wi-Fi 7的收发器,带宽比Wi-Fi 6翻了一倍,达到320M,调制方式在7.1GHz频率下实现4K-QAM,EVM的下限达-46dB,创造了非常夸张的数据。
Session24的亮点文章有1篇,来自电子科技大学,具体如下:
2、模拟电路
澳门大学罗文基教授,对模拟电路进行了介绍。模拟技术方面,远东区占有主导地位,共有10篇。欧洲区有4篇。
Session3模拟技术有10篇,其中远东区有10篇(中国大陆4篇、韩国2篇、日本1篇,中国台湾1篇),欧洲区有2篇;Session21音频放大器方面有4篇,远东区2篇,欧洲2篇。4篇来自工业界论文都出自远东区。
模拟器的最新进展包括:高性能电流基准源;深度标度温度传感器;高能效的精密频率基准;可扩展的高性能传感器接口;一种适用于大规模CMOS节点的新型自举开关结构;先进的D类和H类音频放大器。
Session3的亮点论文2篇,其中一篇来自万高科技(创始人是浙江大学谭年熊教授,荣获中国半导体行业协会设计分会ICCAD2023年度企业家提名奖)。
Session23的亮点论文2篇,其中一篇来自复旦大学,另一篇论文中国设计公司汇顶科技有贡献。
3、存储器
东南大学杨军教授,对存储器进行了介绍。在存储器领域,远东区拥有绝对优势,入选的28篇论文中来自远东区有25篇,来自北美区仅有3篇。中国内地高校贡献论文7篇,较ISSCC2023年持平。
存储器电路趋势方面,由于在深度学习 (DL) 和机器学习 (ML) 人工智能 (AI) 系统中的使用,对高速、高密度和低能耗存储器系统的需求持续增长。
存储器最新进展包括:第一代GDDR7使用PAM3信号,速率37Gb/s;HBM3E在高密度和高带宽方面的创新;存内计算(CIM)的性能在不断提高(浮点运算、机器运算、混合域计算)。
Session 13高密度存储器和接口,10篇论文全部来自远东区,主要是DRAM和FLASH。南方科技大学的潘权教授团队为中国内地在该Session实现了论文零的突破。Session 13亮点文章有4篇,具体如下:
Session 15嵌入式存储器与计算,包括SRAM、RRAM、MARM等,其中远东区有6篇,北美区有3篇。远东区分别是中国大陆1篇、中国台湾2篇、韩国1篇、日本2篇。
Session 15亮点文章有2篇,均来自工业界,具体如下:
Session 34 存内计算,9篇论文全是在远东。中国依旧占据主导地位,其中中国大陆5篇,中国台湾3篇;另外1篇来自日本。
存内计算的亮点文章有2篇,都来自中国台湾,具体如下:
4、前瞻技术领域
澳门大学路延副教授,对前瞻技术领域进行了亮点介绍。本次总共收录22篇,Session 12信息和电源用电磁接口IC入选6篇,同济大学有1篇(是同济大学首次在ISSCC上发表论文);Session 17新兴传感与计算技术入选11篇,澳门大学有1篇;Session 29量子技术方面入选5篇,清华大学有1篇。
前瞻技术领域亮点文章如下:
5、射频电路
清华大学邓伟副教授,对射频电路进行介绍。共收到论文95篇,共录用24篇,录取率在25.3%,低于大会论文录用率26.8%。远东区占有强势地位,入选15篇;欧洲区8篇,美洲区1篇。
远东区15篇有10篇来自中国大陆,其中清华大学 2篇,东南大学2篇,北京理工大学1篇,澳门大学 1篇,西安交通大学1篇,香港中文大学(深圳)1篇。
Session10 频率合成器方面亮点文章有2篇,具体如下:
Session19射频毫米波振荡器和乘法器亮点文章有2篇,均来自远东区,其中一篇来自清华大学。具体如下:
澳门大学殷俊副教授,对数据转换器领域进行介绍。数据转换器收录论文共14篇,收录率达到22.6%。数据转换器依旧是远东地区的优势项目,14篇中有10篇来自远东区。
数据转换器趋势方面,数据转换器的主要挑战一直是能源效率,同时提供所需的带宽和信号保真度随着新架构和技术的引入,不断努力推动能源效率的界限。混合流水线模数转换器在提供宽带宽和高分辨率方面取得了成功,它采用不同的技术使中间级放大器具有稳定的PVT、精确和低功耗。高速和时间交织架构更倾向于基于时间的量化和更有效的失配调优技术。
Session9 SAR和噪声整形ADC的亮点论文有3篇,1篇来自北京大学叶乐、沈林晓团队;另外2篇来自工业界(三星、TI)。具体如下:
北京大学叶乐、沈林晓团队的SAR ADC在200MS/s下实现70.7dB,在0.9V电源下功耗仅仅2.0mW,具有177.7dB Schreier-FoM的优异能效。
Session22调整模数转换的亮点论文有2篇,1篇来自澳门大学,1篇来自工业界(ADI),具体如下:
7、IMMD
澳门大学的罗文基教授对IMMD(图像、MEMS、医疗和显示领域)进行介绍。IMMD领域总共收录27篇论文,其中远东区有18篇,欧洲3篇,北美6篇,来自学术界的论文有24篇,占比90%。
IMMD发展趋势包括:空气通道成像神经接口的模块;机器学习用传感器芯片;基于SPAD的ToF传感器,需具有高质量深度和硬件优化;用于更精确、更快速的移动显示器的驱动器和传感器;体内可穿戴和可植入系统。
Session 6成像仪和超声波(Imagers and Ultrasound)方面亮点论文有两篇,1篇来自中科院半导体所刘力源、吴南健团队(中国内地科研机构在ISSCC的第一篇论文是2006年,来自吴南健研究员团队),具体如下:
Session 26显示和用户交互技术(Display and User Interaction Technologies)方面亮点论文有1篇,具体如下:
Session 33智能神经接口与传感系统(Intelligent Neural Interfaces and Sensing Systems)方面亮点论文有3篇,其中1篇来自电子科技大学周军教授团队。具体如下:
8、电源管理
中国科学技术大学程林教授,对电源管理领域进行了介绍。电源管理共分4个Session,分别是Session 8混合DC-DC转换器、Session27 无线电源、Session 28高密度电源管理、Session 31 功率转换器技术。
ISSCC2024电源管理领域收到投稿达到破纪录的115篇,接收33篇(学术界有30篇,工业界有3篇),接受率超过28.7%,略高于大会论文论文录用率。其中,远东区的优势领域共入选有26篇,美洲区4篇,欧洲区3篇。
远东区的26篇论文中,中国大陆占15篇,有相当的主导,包括澳门大学6篇、中科大5篇、南科大2篇、港中文(深圳)1篇、中山大学1篇。
中科大5篇论文全部来自程林教授团队,创中国大陆单课题组单年入选篇数最高记录!程林教授团队自2021年已经连续4年在ISSCC上发表论文,并在2022年共同创办乘翎微电子,致力于高性能电源管理芯片的设计与研发。程林教授团队的5篇论文分布在4个Session中,值得祝贺的是4个Session中 有1篇论文被评为亮点论文,也创下一项纪录!
Session 8混合DC-DC转换器(Hybrid DC-DC Converters)方面有2篇亮点论文,分别来自中科大和KAIST,具体如下:
程林教授认为电源管理的发展趋势中下:
1、混合拓扑结构和控制技术的创新继续推动着紧凑的外形、高效的功率转换和快速的瞬态响应。主要是为无缝电压模式转换、宽输入/输出范围和快速动态电压缩放而设计的。更加中集中在减少功率开关上的电感器电流和电压应力上。
2、无线功率传输(WPT):增加WPT系统的传输功率可以提高设备的充电速度,这在便携式电子设备中尤为重要,而提高系统效率和负载调节是评估WPT系统至关重要的指标。
3、集成电压调节器(IVRs)为下一代计算需求展示了更高的电流/功率密度、更高的效率和更快的瞬态响应。创新的拓扑结构将高输入电压和大转换比与较小的电感器、全单片SC拓扑结构和高电流连接起来。
9、数字电路、架构与系统
澳门大学路延副教授对于数字电路、架构与系统领域进行了亮点介绍,该领域共入选了32篇论文,Session 2处理器和通信SoC有8篇,Session 14数字电路有10篇,Session20机器学习8篇,Session30特定领域的计算和数字加速器有6篇;其中远东区有20篇(中国大陆7篇),北美区12篇。
处理器和通信SoC有8篇,4篇来自远东(东南大学1篇)、4篇来自北美;数字电路方面,远东地区有6篇(东南大学、清华大学、电子科大各有1篇);机器学习7篇来自远东区(清华大学1篇);特定领域的计算和数字加速器方面,有3篇来自远东区(北京大学2篇)。
Session 2处理器和通信SoC方面有4篇亮点论文,分别来自台湾大学、联发科、AMD和英特尔,具体如下:
Session 20机器学习方面有3篇亮点论文,具体如下:
10、有线通信
澳门大学殷俊副教授,对于有线通信方面进行了亮点介绍。该领域投稿42篇,入选13篇,收录比率达到31%。北美区在该领域保持绝对优势,13篇论文中有9篇来自北美区,余下4篇来自中国(中国内地2篇、中国澳门1篇、中国台湾1篇)。其中高性能光收发器(High-Performance Optical Transceivers)4篇论文全部来自北美区
有线通信趋势:随着每通道数据速率超过100Gb/s,有线链路面临着一系列挑战,从能源效率到ISI恢复能力和抗串扰能力,所有这些都是维持不断提高的系统性能的关键;未来可能达到200Gb/s及更高速度;用于长距离到短距离互连的光链路;用于高性能有线收发器的低抖动时钟发生器。
Session 7超高速有线(Ultra-High-Speed Wireline)有2篇亮点论文,全部来自北美区,具体如下:
Session 18高性能光收发器(High-Performance Optical Transceivers)亮点论文有2篇,均来自美国产业界,具体如下:
四、结语
ISSCC是IEEE固态电路学会的旗舰级会议,是展示先进固态电路(Solid-State Circuits)以及单芯片系统(Systems-on-a-Chip)最重要的全球论坛。中国从2005年首次在ISSCC发表论文以来,截止ISSCC 2024,一共发表206篇论文,其中本土工业界只有7篇论文(2005、2007、2020-2024)。
在2017年,中国内地入选的论文仅有1篇,而今中国内地有55篇论文入选,数量急促上升。数量上升的同时,质量也同步提高,在目前已知的55篇亮点论文中,有13篇来自中国内地,表明了内地集成电路的研究工作得到了极大提高。
论文数量多少是一个方面,如何进行成果转化更加重要。正如刘明院士在致辞中最后强调,目前我国对ISSCC贡献者几乎都是高校和研究机构,希望未来工业界对ISSCC有更多贡献;如此学术界才能和工业界形成互动,双方才能有更紧密的合作。