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臺灣大學獲選2012年四篇IC設計界龍頭

臺灣大學電機資訊學院又傳捷報!電子工程研究所陳良基、汪重光、劉深淵、陳中平等四位教授分別指導的研究論文,共有四篇入選「國際固態電路研討會」(International Solid-State Circuits Conference,ISSCC ),占我國獲選論文數量近五成,不僅穩居國內晶片設計領域的龍頭地位,研發實力與創新能力也更上一層樓。

IEEE固態電路學會(IEEE Solid-State Circuits Society,IEEE SSCS)自1953年起逐年舉辦ISSCC,是全球先進固態電路領域研發趨勢的重要指標,各個技術領域僅有少數論文可獲得入選的殊榮,被IC領域視為技術發表的最高殿堂。

陳良基教授-結合神經科學的新皮質運算晶片
陳良基教授領導的DSPIC設計實驗室所研發的「新皮質運算晶片」模仿大腦的腦皮質單元架構、腦皮質網路架構、腦神經運作模式、視覺階層網路架構等面向的特性,讓矽晶片也能具有大腦的辨識功能,克服其辨識照片中人物效果有限的問題。「新皮質運算晶片」並未依賴傳統的電腦架構,而是跨領域結合神經科學,將神經科學轉化為電子晶片設計的概念,是世界首次嘗試在矽晶片的運算及互連的面向上,完整採用創新之「大腦啟發架構」其亦是全球第一個結合神經科學而被ISSCC接受的論文。在應用性方面,「新皮質運算晶片」具有極高的通用性,不僅可以辨識人物或動物,也可支援辨識物品、地點和動作,未來可望應用在自動車輛駕駛、機器人視覺、智慧型安全監控等。

汪重光教授-高效率的功率放大器
在無線傳輸前端電路中,功率放大器(Power Amplifier,PA)會影響訊號的傳送距離,卻也占據三分之一以上的能量消耗,功率放大器的操作效率便因此顯得非常重要。超大型積體電路系統實驗室的王崑印在汪重光教授的指導下,研發出具有高效率的放大器,可適用於E-頻帶(60-90GHz)中的車用雷達系統以及無線點對點寬頻傳輸網路,在消耗相同能量的情況下,與同頻段、傳統的方式相比,能夠增加近一倍的輸出功率。電子所碩士班王崑印使用一個創新的功率結合器(Power Combiner),突破了以往結合器在毫米波頻段容易產生「失配」(miss-match)的瓶頸,可在輸出端將各組輸出的訊號順利疊加成一組後再傳送至天線,比其他頻帶的功率放大器有更高的效率。 王崑印指出,這台高效率的功率放大器應用在車用雷達系統時,車用雷達的水平角度大約增為兩倍或是增加40%的輸出距離,使偵測範圍可以更廣或更遠,原本可增測100公尺遠的車輛,將可增測到140公尺的距離。而大樓間的無線傳輸則是無線點對點寬頻傳輸網路之應用,傳輸距離可長達1至2公里,未來可望取代大樓間的光纖網路。

陳中平教授-寬頻全數位延遲鎖相迴路晶片
陳中平教授、劉深淵教授及電子所謝旻翰、陳良信設計的「寬頻全數位延遲鎖相迴路晶片」。延遲鎖相迴路可提供同步時脈訊號,確保訊號可同步處理,使晶片間的資料傳遞能夠透過同步處理來擷取正確的資料,維持電子產品中的資料正確性。電子所博士班三年級的謝旻翰表示,「寬頻全數位延遲鎖相迴路晶片」以相位追蹤器(phase-tracing unit)取代由許多延遲單元(delay unit)所組成的延遲線(delay line),除了可配合不同速度的系統操作之外,還能較現今產品大幅節省10倍以上的晶片面積,並且降低消耗功率,達到節能、省電的目的。寬頻全數位延遲鎖相迴路晶片在架構上透過全數位電路來實現傳統類比電路,將使系統更加穩定,也更容易整合,因此和同類型產品相比,不僅消耗較低的電能,還可以和CPU、DRAM、GPU等數位晶片一同設計,減少整體產品的體積,各個晶片之間也可以互相連結。

劉深淵教授-2.4GHz低相位雜訊鎖相迴路
低相位雜訊鎖相迴路,可運用於時脈產生器與類比至數位轉換器等用途,透過次諧波注入(sub-harmonically injection-locked) 的技巧來壓抑振盪器(oscillator)的相位雜訊,其因注入時間點受製程變異與電源電壓的影響,會嚴重引影響壓抑相位雜訊的效果是。劉教授與電子所碩士班二年級黃逸傑提出了一個注入時間點校正的技巧,用來對齊振盪器的最佳注入點,以穩定諧波鎖相迴路系統。

2012年ISSCC將在2月19日至23日舉行,臺灣共有9篇論文獲至美國舊金山發表的榮耀。除了臺大獲選4篇之外,清華大學與聯發科技(MediaTek)各入選2篇,交通大學則獲選1篇。再次於全球舞台展現臺大卓越的學術表現!

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