Оставить отзыв
Организация
Отзыв
Научная лаборатория «Микро- и наноэлектронные системы на кристалле» (МНСК) НЦМУ СПбПУ
Руководитель
Коротков Александр Станиславович
руководитель проекта НЦМУ, доктор технических наук, профессор, и.о. директора Института электроники и телекоммуникаций
Ведущие ученые
Общая численность сотрудников лаборатории – 21, из них молодых исследователей (до 39 лет) – 14, иностранных исследователей – 2.
Область научных исследований
Лаборатория осуществляет разработки микро- и наноэлектронной компонентной базы, включая СВЧ-интегральные схемы, аналоговые интегральные схемы и аналого-цифровые преобразователи, устройства сбора энергии, в том числе термоэлектрические генераторы, для беспроводных инфокоммуникационных систем. Изделия ориентированы на изготовление на основе материалов группы А3В5; по кремниевой КМОП- и «кремний-на-изоляторе» технологии; на основе микроэлектромеханических (МЭМС) технологий, технологии органической электроники.

Прикладные направления исследований лаборатории – разработка микро- и наноэлектронной компонентной базы на основе цифровых методов проектирования для приемо-передатчиков беспроводных систем, включая связь, радиолокацию, радионавигацию, сенсорные сети, радиочастотную идентификацию.
Ключевые цели и задачи
Дизайн-центр разрабатывает как заказные интегральные схемы, так и библиотечные компоненты для приемо-передатчиков беспроводных систем на основе Si КМОП, КНИ, GaAs, GaN, МЭМС-технологий. Изготовление кристаллов интегральных схем осуществляется по программе Europractice на зарубежных полупроводниковых фабриках UMC, X-Fab, IHP, Winsemiconductors, либо на отечественных предприятиях Санкт-Петербурга, Зеленограда.

Осуществляются разработки в области СВЧ: малошумящих усилителей, усилителей мощности, переключателей, фазовращателей, синтезаторов частот; в области аналоговых и аналого-цифровых устройств: операционных усилителей, усилителей тока, фильтров на переключаемых конденсаторах, аналого-цифровых преобразователей на основе дельта-сигма модуляторов, параллельных и конвейерных аналого-цифровых преобразователей, цифроаналоговых преобразователей на источниках тока; в области микроэлектронных устройств сбора энергии: термоэлектрических преобразователей.

Микрофотография кристалла интегральной схемы дельта-сигма модулятора АЦП. Разрешение: 10 разрядов, тактовая частота модулятора: 100 МГц, потребляемая мощность: 15 мВт, технология: КМОП 180 нм UMC
Микрофотография кристалла интегральной схемы СВЧ малошумящего усилителя
Проводятся разработки новых материалов для возобновляемых источников энергии, включая синтез и исследование перспективных нанокомпозитных материалов на основе проводящих полимеров с различными структурирующими добавками (углеродные нанотрубки, наночастицы серебра).
Примеры исследований
  • Разработка базовых технологий создания микросхемы и прототипа на основе дискретных компонентов ВЧ тракта унифицированных микропроцессорных модулей-считывателей и модулей-индикаторов для идентификации транспортных средств и контроля доступа на объекты повышенной безопасности
Разработана интегральная КМОП-схема приемного тракта системы СВЧ идентификации. Микросхема представляет собой приемопередатчик радиосигналов с линейной частотной модуляцией для считывания кода метки на поверхностных акустических волнах. В состав интегральной схемы входят блоки ЛЧМ генератора, смесителя, частотно-избирательного устройства, усилителя и дельта-сигма модулятора. Опытные образцы кристаллов изготовлены по технологии компании UMC с минимальным разрешением 180 нм.
Микрофотография кристалла интегральной схемы конвейерного АЦП. Разрешение: 12 разрядов. Тактовая частота: 100 МГц. Потребляемая мощность: 145 мВт. Технология: КМОП 180 нм UMC
  • Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы
Разработана и экспериментально исследована интегральная схема фазовращателя СВЧ диапазона частот с уменьшенной погрешностью установки фазы на основе кремниевой КМОП-технологии для приемо-передающих трактов телекоммуникационных систем. Схема построена на основе векторного сложения с использованием полифазного RC-фильтра с небалансным входом и возможностью калибровки для минимизации влияния разброса технологических параметров. Кристалл интегральной схемы изготовлен с привлечением компании «Микро- и наноэлектронный научный центр» (IMEC), Левен, Бельгия.

  • Разработка микроэлектронных IP-блоков системы мониторинга высокотемпературных объектов
Объектом исследования являлись высокотемпературные IP-блоки для построения интерфейсной части датчика системы мониторинга и контроля состояния двигателя. Проводились разработка и изготовление по технологии «кремний-на-изоляторе» библиотеки высокотемпературных (до 200 С) интегральных схем. Кристаллы микросхем были изготовлены на полупроводниковой фабрике X-Fab в Германии в рамках международной программы Europractice. В результате исследования получены экспериментальные образцы IP-блоков интегральных схем предварительного усилителя, ограничивающего фильтра на переключаемых конденсаторах, аналого-цифрового преобразователя, делителя частоты и источника опорного напряжения, термоэлектрических генераторов.
Микрофотография кристалла интегральной схемы высокотемпературного дельта-сигма АЦП. Технология КНИ 180 нм X-Fab
  • Разработка фазоамплитудного манипулятора
Разработана интегральная схема фазоамплитудного манипулятора с использованием КМОП-технологии компании UMC с минимальным разрешением 180 нм. Полоса рабочих частот фазоамплитудного манипулятора – от 2,7 до 3,1 ГГц.

  • Low loss phase shifter design and simulation for the beamformer circuit of 5G wireless systems
Совместный проект с компанией Huawei. Представлены современные разработки в области проектирования фазовращателей для применения в системах 5G. Выделены классы фазовращателей переключаемого и отражательного типов, которые в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к устройствам для работы в системах 5G. Показано, что указанные типы фазовращателей могут быть реализованы в дискретном и интегральном исполнении. Фазовращатели, выполненные по интегральной технологии (например, GaN-технологии), обеспечивают минимизацию габаритов устройства.
Некоторые публикации
  • Yenuchenko M.S., Pilipko M.M. (2020). Reshuffled diagonal rotated walk switching scheme for DAC INL reduction // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 67(11), 2317–2321. (https://doi.org/10.1109/TCSII.2020.2966793) (Scopus Q1).
  • Pilipko M.M., Morozov D.V. (2020). An algorithm for the search of a low capacitor count DAC switching scheme for SAR ADCs // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 39(12), 5309–5313 (https://doi.org/10.1109/TCAD.2020.2983132) (Scopus Q1).
  • В.М. Капралова, И.Ю. Сапурина, Н.Т. Сударь, А.А. Третьяков, О.Гришков, В.Глазмахер, (2021). Импедансная спектроскопия электропроводящих композиционных материалов на основе микроволокон сополимера поливинилиденфторида с трифторэтиленом, модифицированных полипирролом // Письма в ЖТФ, 2021, том 47, вып. 11, с.51-54. DOI: 10.21883/PJTF.2021.11.51010.18721 (Scopus Q2)
  • M.M. Pilipko, D.V. Morozov. (2021) The XOR-MAJ Thermometer-to-Binary Encoder Structure Stable to Bubble Errors // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 68, no. 7, pp. 2613-2617, July 2021, DOI: 10.1109/TCSII.2021.3052695 (Scopus Q1)
  • A.S. Korotkov, V.V. Loboda, (2021). Thermoelectricity: From History to Modernity through the CASS Activity // IEEE Circuits and Systems Magazine, 2021, 21(3), pp. 57–65. DOI: 10.1109/MCAS.2021.3092534 (Scopus Q1)
  • I.M. Davletbaeva, O.O. Sazonov, E.A. Nikitina, A.A. Nizamov, I.G. Akhmetov, A.V. Arkhipov, V.M. Kapralova N.T. Sudar (2021) Dielectric Properties of Organophosphorus Polyurethane Ionomers // Journal of Applied Polymer Science, 2021, e51751, pp.1-12, DOI: 10.1002/app.51751 (Scopus Q1)
  • A.S. Korotkov (2021). Alexander S. Popov (Pioneers in CAS) // IEEE Circuits and Systems Magazine, 2021, 21(4), pp. 43–44. DOI: 10.1109/MCAS.2021.3118478 (Scopus Q1)

Регистрация на мероприятие
Отправляя данные, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности