面向芯粒互连百Gbps高速链路 西安交大提出低功耗PAM4接收机模拟前端方案

随着芯片工艺逼近物理极限,传统单芯片设计的性能提升遇到瓶颈。芯粒互连技术成为突破这个困境的关键,但高速接口的信号完整性成为核心挑战。接收机模拟前端作为信号链路的第一环节,直接影响系统整体性能。 赵亚教授团队指出,现有技术面临三个主要问题:带宽扩展导致功耗增加、高频信号衰减加大均衡难度、多模块集成引发电磁干扰。针对这些问题,团队采用了"宽带输入匹配网络+两级级联均衡器"的新架构。其中,非对称T-coil结构将系统带宽提升至75.7GHz,是传统方案的近两倍;双级级联连续时间线性均衡器实现了全频段增益调节,并集成了可变增益放大功能。 这项设计的创新体现三个上:性能上,均衡后信号眼图高度超过100mV,宽度达0.52单位间隔;能效上,每比特能耗仅0.1皮焦耳,达到国际先进水平;集成度上,通过有源电感峰化技术将芯片面积压缩至传统方案的60%。 行业专家认为,这项成果对国产芯片发展意义重大。技术上为5G基站、数据中心等应用提供了可靠方案;产业上降低了高端芯片研发的技术门槛。半导体行业协会预测,采用此类技术的芯片产品有望在未来三年实现规模化应用。

在摩尔定律放缓和芯片性能需求不断提升的背景下,高速模拟前端的创新设计显得尤为重要。西安交通大学的研究深化了高速信号均衡理论,为芯粒互连的带宽和线性度挑战提供了实用的技术方案。持续推进前端模拟电路的微缩与集成,将是保障高速通信系统稳定运行的关键,也是推动我国集成电路产业升级的重要方向。