最近、教授らが率いる研究チームユアン・ドゥそしてリー・ドゥ南京大学の博士は、高速集積回路相互接続の分野で大きな進歩を遂げました。 T-Head (Shanghai) Semiconductor Co, Ltd の研究チームとの協力により、チームの関連研究結果:短距離メモリ インターフェイス向けの 4 アグレッサー クロストーク キャンセルと電源ノイズ耐性を備えた 470Tb/s/mm 112Gb/s/ピン PAM4 シングルエンド トランシーバーは、集積回路分野のトップ国際会議である 2026 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) で発表されました。この成果により、470Tb/s/mm という超高エッジ帯域幅密度の世界記録が樹立されました。関連技術は、AI コンピューティング チップレットおよび HBM メモリ チップレット用のインターフェイスの研究開発に適用され、対応する製品が CCTV ニュースで紹介され、国内の AI チップが国際的な先進レベルのベンチマークとなる中核的な技術サポートを提供しています。
図 1袁教授率いる研究チームドゥそしてリードゥ｝南京大学電子理工学院出身、ISSCC 2026で論文発表
図 2ISSCC 2026 のメモリ インターフェイス トラックのセッション議長と発表者の集合写真
図 3世界的に有名な UCLA 教授でアナログ/RF IC 設計の傑出した権威である Behzad Razavi 氏は、ISSCC 2026 で南京大学の研究デビューを目撃しました
ハイパフォーマンス コンピューティングと人工知能技術の爆発的な発展に伴い、HBM や UCIe などの短距離チップレット インターフェイスにおける高帯域幅および高密度伝送の需要が急増し、シングルエンド (SE) 信号伝送が高帯域幅 I/O 密度を達成するための主流のソリューションになりました。しかし、超高速伝送シナリオでは、業界は電力消費、クロストーク、電源ノイズという 3 つの厳しい課題に直面しています。高次変調されたシングルエンド信号は、さまざまなタイプのノイズ干渉に対して非常に敏感です。従来のソリューションは、低速伝送のみをサポートするか、消費電力と信号整合性のバランスをとることができず、マルチレイヤ インターポーザの高密度アプリケーション シナリオに適応することが困難でした。これが、高速相互接続技術の開発を制限する主要なボトルネックとなっています。
これらの業界の問題点に対処するために、研究チームは、28nm CMOS プロセスに基づく 4 アグレッサー クロストーク キャンセルおよび電源ノイズ耐性技術を統合した 5 レーン 112Gb/s/ピン PAM4 シングルエンド トランシーバーを設計しました (図 4)。この設計は、高密度の短距離メモリ インターフェイスのシグナル インテグリティの課題を克服し、そのコア インジケーターは国際トップ レベルに達しています。チップの中核となる革新と貢献は、主に 3 つの側面に反映されています。
エネルギー効率と信号補償のバランスをとった低電力フロントエンド設計:低電力トリプルイコライゼーションドライバーと抵抗フィードバックアンプ終端方式が開発されました。d 軽量のマルチ周波数イコライザーは、短距離チャネルの特性に合わせて設計されました。この設計は、わずか 38mW の全体消費電力で信号損失補償において 91dB の改善を達成し、エネルギー効率を大幅に向上させます。
4 アグレッサー クロストーク キャンセルにより高密度クロストークの課題を解決:先駆的な 4 アグレッサー形状適合クロストーク キャンセル技術が提案されました。遅延マッチングとパルス波形フィッティングを通じて、112Gb/s PAM4 信号の完全にクローズド アイ ダイアグラムは、ビット エラー レート (BER) <10⁻⁹ で 160mUI × 40mV 以上の開口を持つ効果的なアイ ダイアグラムに改善され、4 つのクロストーク アグレッサーの効果的な補償を実現し、超高密度シナリオでの超高速信号の信頼できるサポートを提供します。
システムの堅牢性を向上させる電源ノイズ耐性のあるクロック ネットワーク:電源ノイズ補償を備えたローカル クロック ネットワークと組み合わせた伝送路に基づくグローバル クロック配信ネットワークが設計され、電源ノイズによって引き起こされる信号ジッターが大幅に減少しました。 100mVの電源ノイズの下では、信号アイ幅の変動は5%以内に制限され、電源ノイズに対するシステムの耐性が大幅に向上します。
F図 4プロトタイプ チップのアーキテクチャとテスト
テスト結果は、チップが 10-9 未満の BER で 5×112Gb/s で効果的な伝送を達成し、国際トップクラスの帯域幅密度 470Tb/s/mm とエネルギー効率 052pJ/b に達していることを示しています。過酷なクロストークや電源ノイズ環境に効果的に対処でき、信号の完全性と伝送の信頼性が従来のソリューションを大幅に上回ります (図 5)。
図 5世界トップレベルに達する帯域幅密度とエネルギー効率
南京大学の2024年博士課程候補者、Qian Liuがこの論文の筆頭著者です。この研究は、中国国家重点研究開発プログラムおよび江蘇省重点研究開発プログラムによって支援されました。また、T-Head (Shanghai) Semiconductor Co, Ltd からの資金提供と技術支援も受けており、南京大学が産学連携によるイノベーションを深め、科学研究成果の翻訳と商業化を促進する優れた例として機能しています。
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