【国家级竞赛奖项+5】微电子学院“互联感知集成电路与系统”团队研究生在暑期科创竞赛中取得佳绩

本站讯（通讯员：尹明）2024年8月，天津大学“互联感知集成电路与系统”实验室研究生在集成电路领域的两项重要赛事中取得佳绩。在第八届全国大学生集成电路创新创业大赛中和"中国光谷·华为杯"第七届中国研究生创“芯”大赛中，天津大学微电子学院互联感知团队的研究生参赛选手们展现了优秀的创新能力和专业技能，获得了集创赛全国一等奖1项，创“芯”大赛全国二等奖1项，全国三等奖3项的优异成绩。

  研究生队伍获集创赛一等奖颁奖

天津大学微电子学院互联感知团队创芯大赛参赛队员合影

全国大学生集成电路创新创业大赛与中国研究生创“芯”大赛均为国内集成电路设计领域最高水平的学科竞赛，是国内集成电路产学领域具有较大规模和影响力的国家级赛事。本届全国大学生集成电路创新创业大赛吸引了全国430余所高校的5600多支本硕博团队，超过16000人参与，学院互联感知集成电路与系统实验室团队王科平教授指导的研究生队伍凭借其扎实的专业能力扎实与卓越的创新能力脱颖而出，获得大赛“IEEE杯”全国一等奖。同时，第七届中国研究生创“芯”大赛决赛在华中科技大学落下帷幕。此次大赛吸引了来自169所研究生培养单位的970支队伍报名，165支队伍进入决赛。天津大学微电子学院互联感知团队在此次大赛中表现出色，共四个队伍参赛，其中一个队伍荣获国赛二等奖，三个队伍荣获国赛三等奖。

据悉，天津大学“互联感知集成电路与系统”实验室隶属于天津大学微电子学院，由IEEE Fellow、“国家杰出青年科学基金”获得者、中国电子学会会士马凯学教授依托天津市成像与感知微电子技术重点实验室牵头成立，主要开展微波毫米波通信与成像集成电路、基于ISL平台系统集成技术、无线通信系统天线设计，以及人工智能射频EDA技术研究。团队坚持“四个面向”开展科技创新，在上述领域牵头承担国家重大专项1项、国家重点研发专项2项、青年项目1项、国家杰出青年科学基金1项、国家重点基金项目3项和其他多项课题。为学生提供了丰富的竞赛和项目平台，团队学生先后获得中国国际大学生创新大赛金奖、国创年会优秀创意奖等多项重要科创赛事奖项，鼓励学生积极参与创新驱动发展战略，为国家的集成电路产业发展贡献青春和智慧。

获奖团队展示：

全国大学生集成电路创新创业大赛获奖团队：

芯驰电掣队伍成员，从右到左依次是张辉、马林浩、梁栋

作品：基于Class-G的高效率SCPA

团队成员：硕士生马林浩、张辉、梁栋

指导教师：王科平教授

IEEE总决赛 全国一等奖

数字发射机（DTX）凭借其高效率、高输出功率及高数据速率的特性，成为5G与6G通信研究新宠。开关电容式功率放大器（SCPA）可兼容多种功率回退结构，易于实现卓越的调制性能，因此SCPA成为数字发射机领域的研究重点。团队使用TSMC-65nm工艺，设计了高效率、高功率回退性能的SCPA。基于项目功能与需求，团队成员根据比赛官方要求的SCPA架构，设计了具有增强耦合效果的并联型变压器，实现功放级到天线段的高效率输出；设计了Doherty与Class-G结合的12-bit幅度编码，有助于实现高功率回退性能以及高线性度幅度调制。设计完成后的SCPA系统适用于极坐标发射机，可实现基带信号的高线性度调制，然后高效率发射。

中国研究生创“芯”大赛获奖团队：

 “芯奥尔良”团队合影及获奖证书

作品：面向多通信协议的高干扰抑制低功耗宽带抗阻塞射频接收机设计

团队成员：硕士生武润迪、王烨童、李庆

指导教师：王科平教授和马凯学教授

全国总决赛二等奖

随着5G无线通信的发展，为了适用于各种应用场景且兼容多重通信协议，本设计针对基于Mixer-First抗阻塞射频接收机架构，首次对N-Path射频可重构滤波技术中本振非理想1/N占空比对性能的恶化进行建模分析，并提出了一种无源占空比补偿技术，从而在极低的本振驱动器功耗下改善了高频处的NF/OB-IIP3指标。所提出的占空比补偿通过带有电荷补偿的可调偏置混频器实现，通过增设辅助偏置管与复用反向路径的本振信号获得有效的偏置电压，并且偏置建立在一个周期后即可快速稳定。此外提出了一种可重构基带滤波方案，在低功耗下实现高带外抑制度。推进了5G通信在低功耗无线收发芯片/设备领域的广泛应用与更多可能性。

“梦得都对”团队合影及获奖证书

作品：硅基G波段调幅芯片

团队成员：博士生朱能旭、杨震和硕士生张怡婷

指导教师：孟凡易教授和马凯学教授

全国总决赛三等奖

无源衰减器作为波束赋形中信号幅度的调节模块，对多波束系统的性能起到关键作用。本作品面向G波段星间通信射频前端模组应用，针对硅基毫米波衰减器芯片的高插入损耗问题，提出了新型可切换磁耦合线电路拓扑，并设计了两款应用于该频段的4-bit超低损耗衰减器电路。该衰减器结构在其他功能模块中具有潜用途，并且可应用于大规模和小型化的硅基毫米波太赫兹多波束阵列系统中。

“涡轮增压”团队合影及获奖证书

作品：基于新型功率合成网络的Ka波段功率放大器设计

团队成员：博士生谢克南、硕士生邢浩轩、黄一铭

指导教师：王科平教授和马凯学教授

全国总决赛三等奖

35GHz附近频段在卫星通信、5G毫米波通信、毫米波汽车雷达以及虚拟现实技术上有着广阔的应用前景。为实现高输出功率、高功率附加效率的功率放大器，本设计首先针对cascode结构进行了性能优化，显著提高了单模块cascode放大器的功率增益与功率附加效率；随后根据耦合器匹配原理提出了基于强耦合多层金属耦合器巴伦和折叠传输线的两路功率合成网络，实现了高阻抗变换比下的良好匹配，饱和输出功率和峰值功率附加效率均为已发表同频段同工艺功率放大器中的最优值。该功率放大器在线性度、增益、调制信号等性能上也具有较高的竞争力。

“晚上吃啥”团队合影及获奖证书

作品：基于阻抗恒定技术的Ka波段高精度可变增益移相器设计

团队成员：硕士生张庆哲、孙瑜和李睿达

指导教师：王科平教授和马凯学教授

全国总决赛三等奖

在毫米波通信中，幅相控制模块对系统的运行效率和精度起着至关重要的作用。本作品针对性地开发了一种基于新型阻抗补偿技术的可变增益移相器芯片，深入分析了可变增益放大器（VGA）端口阻抗的电路基础，并创新性地提出了负反馈磁耦合补偿技术，实现了一种高分辨率、低误差和低功耗的可变增益移相器一体化设计方案。该作品基于SiGe BiCMOS工艺设计了一款一体化设计的32-38 GHz高精度可变增益移相器，在可变增益模式下，RMS相位和幅度误差在可变增益移相器设计领域达到了国际领先水平。