Welcome to IC Design Lab

Welcome to Welcome to IC Design LabIC Design Lab

2009 년 3 월 현재http://eeic7.sogang.ac.kr

T : 02-715-6129 ( 교수 이승훈 , 팀장 김영주 )

Sogang University Integrated Circuit Design Lab.

집적회로 집적회로 (IC)(IC) 의 필요성 및 배경의 필요성 및 배경■ 8 억 개 이상의 트랜지스터로 구성된 Quad Core Processor 를 만들 경우 :

개별 트랜지스터를 이용 집적회로를 이용

예시

Intel core i7 Extreme 965

제작시간 약 24 억 *10 초 ( 접합점 * 납땜시간 ) = 약 780 년 공정 자동화에 의해 대량생산가능제작시간은 1 - 2 개월

면적 0.25cm2( 트랜지스터 개당 면적 ) * 8 억 하나의 칩 ( 약 85mm2)

가격 50 원 ( 트랜지스터 개당 가격 ) * 8 억 = 400 억원 1,500,000 원

VS

■ 그 외의 집적회로의 장점 :

기기의 소형화 , 저렴한 가격 , 우수한 신뢰성 , 기능의 확장


집적회로 집적회로 (IC), System-on-a-Chip (SoC) (IC), System-on-a-Chip (SoC) 응용분야응용분야

Digital

Digital SignalProcessor

A/D converter D/A converter HumanRealworld

Analog Analog

SoCSoC

GraphicsCommunication Mobiles Networking

““Low Cost”Low Cost”

Consumer

“Low Power”

“High Speed”

“Reliability”


● Logic : CPU, DSP● MEMORY : SRAM, Flash , ROM, EPROM, FeRAM, MRAM, DRAM● Analog (FILTERS, ADC, DAC, PLL, SENSOR)● CMOS RF● Embedded FPGA● MEMS● Optoelectronic Function

System-on-a-Chip (SoC)System-on-a-Chip (SoC)

Impossible without IC

SoCSoC


* 2-picture/sec and Max.50000 pictures possible

* CMOS image sensor using high performance and

small-sized A/D converter

■ Applications to Capsule Endoscope ( 내시경 )

아날로그아날로그 // 디지털 디지털 (( 혼성모드혼성모드 ) ) 집적회로 응용 사례 집적회로 응용 사례 (1/2)(1/2)


■ Application for Wireless CommunicationLNA : Low Noise AmplifierPA : Power AmplifierSYN : SynthesizerADC : Analog-to-Digital ConverterDAC : Digital-to-Analog ConverterDSP : Digital Signal Processor

● 입출력 : 수 GHz 의 RF (Radio Frequency) 신호

● 기 능 :

- RF 수신 신호를 디지탈 신호로 변환 및 처리 - 디지탈 정보를 RF 신호로 변환하여 송신

아날로그아날로그 // 디지털 디지털 (( 혼성모드혼성모드 ) ) 집적회로 응용 사례 집적회로 응용 사례 (2/2)(2/2)

Analog Digital

DSP

SYN

LNA

PA

ADC

DAC


1 40 80 120 160 200 500 1600

68

Set-top boxesIF and baseband communications

ScannersCamcorder

LCD display systemsRGB video systems

Gigabit ethernet

Video digitizingDisk-drive controlHigh speed digital

communication

CCD imagingDigitization

Telecommunications and digital video

applicationsFax machine

HDTVMedical imaging

Digital communicationRadar systems

Code conversion forflat panel display

High energy physicsInstrumentation

Automatic test equipmentWireless communication

Low amplitude signalCommunication

XDSL

Digital receivers UWB

Wireless infrastructureHighly integrated communication

Phased array antenna systemWi-Max

Digital oscilloscopesBattery-powered instruments

High speed modem, Broadband wirelessCommunication subsystems

CCD imaging

Cellularbase station

Communicationreceiver

Secure communicationMultichannel

/Multimode receiverBroadband communication

Digital beam

Test equipment

Cable modem

Digital oscilloscopeDirect RF downconverter

Digital read-channel system for DVD SOC

Cable head-end ReceiverRadar and satellite subsystem

Ultrasound equipmentWCDMA/TD-SCDMA/GSM

Software define radioHD video

QAM/QPSKElectro-optics

Video processingDgital TV

MRIMulticarrier/Multimode cellular

Spectrum analysis

1012

1416

HIGH-SPEED & RESOLUTION ADC APPLICATIONSHIGH-SPEED & RESOLUTION ADC APPLICATIONSRE

SOLU

TIO

N [

bit]

SPEED [MSample/s]

Sogang University Integrated Circuit Design Lab.SPEED [MSample/s]

[’97]

[’96]

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[’94]

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[’02]6

1600

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[’00]

20[’00]

0.25

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2000

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14

12

10

8

16

4

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20000

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[’03]

40 80 120 160 200 5001

RES

OLU

TIO

N [b

it]

[’05]

[’05] [’05] [’05]

[’05]

JSSCISSCCCICCVLSI Symp.ISCASAPPCASSogang U.[’96]

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: : 서강대학교 서강대학교 IC Lab IC Lab 성과성과 (eeic7.sogang.ac.kr)(eeic7.sogang.ac.kr)

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CURRENT STATUS OF ADC R&DCURRENT STATUS OF ADC R&D

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[’08][’08][’08]

[’08] [’08]

[’08]

[’05] [’08]

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[’08]

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세미나 / 강의 / 논문을 통한 IC 설계 기본이론 습득 1:1 툴 교육 및

R&D 기본지식 습득이론 습득

제안하는 시스템 IC구조선택 및결정 , 검증해당 공정으로회로 설계 및 시뮬레이션

레이아웃 및 검증(LVS, DRC,ERC 외 )

IC 설계 토픽및 사양 결정( 프로젝트 제안 )

설계 및 레이아웃

IC IC 설계체계 및 발표논문 연계과정설계체계 및 발표논문 연계과정

시제품 측정용PCB 설계 , 제작

측정 제외발표자료 (PPT)준비측정 제외한글논문 준비

( 석 / 박사논문 ,보고서 연계 )

시제품 IC 사진촬영 , 확보 및측정 , 성능 평가

시제품 IC 제작 및 패키징 ( 협력기업 )

논문작성 및 측정

논문발표 , 특허 및 IP등록 / 기술이전 / 판매 논문 콘테스트 수상등 개인 R&D 실적논문발표 및 IP 등록


AA 0.31pJ/conv0.31pJ/conv--step 12bstep 12b 100MS/s 0.13um100MS/s 0.13um CMOS ADCCMOS ADC

D Latch

DUT

Input

Dig

ital O

ut

Ref

eren

ces

Digital Power

Analog Power Digital Power

0.91mm

SHA

IVR

EF

MD

AC

2

MD

AC

1 CLO

CKFL

ASH

1

MD

AC

3

FLA

SH2

FLA

SH3

FLA

SH4

DCL

CM

L

1.34mm

< Active Area : 1.22mm2 >

[2008 년 11 월 동부하이텍 IP 설계공모전 수상 ]


A 12b 200MS/s 65nm CMOS A/D ConverterA 12b 200MS/s 65nm CMOS A/D Converter

<SNDR & SFDR>

30

40

50

60

70

80

90

10 50 100 150 160 180 200Sampling Frequency [MHz]

[dB

]

<FFT PLOT>

-0.61~0.69

-1.00~0.94

<DNL & INL> SFDR SNDR

fin = 4.2MHz fs = 160MHz (1/4fs, 4096 FFT)SNDR=58.50dB (54.15dB @ 80MHz input)SFDR=76.00dB (67.24dB @ 80MHz input)

58.72

77.96 76.00

58.50

FoM : 0.78pJ/conv-step @ 150MHzFoM : 0.75pJ/conv-step @ 160MHz

58.98 58.76 58.6955.16 53.06

75.0477.49 75.39

71.24 67.84

IVREFCLK DCL

MDAC3

MDAC2MDAC1SHA

AMP1AMP2,3

F1 F2 F3 F4

AMP1AMP2,3

AMP1AMP2,3

0.73mm

0.99mm

[2008 년 12 월 대한민국 반도체설계대전 수상 ]


AA 10b 100MS/s 27.2mW 0.8mm10b 100MS/s 27.2mW 0.8mm22 0.18um 0.18um CMOS CMOS ADCADC

1.08mm

0.74mm

< Active Area : 0.80mm2 >

INL[

LSB

/10b

] D

NL[

LSB

/10b

]

-1.0

1.0

CODE0 1023

0

-0.83 LSB ≤ DNL ≤ +0.79 LSB

-2.0

2.0

CODE0 1023

0

-1.52 LSB ≤ INL ≤ +1.50 LSB

[2009 년 2 월 삼성 휴먼테크 논문상 수상 ]


# SELECTED PROJECTS, AWARDS1 " 연구실 대학원 재학생 수상실적 ," http://ee.sogang.ac.kr/ -> 학과소개 -> 교육 / 연구실적 -> 학생실적보기2 "0.25um 8b 220MHz & 0.18um 8b 240MS/s & 10b 100MS/s CMOS ADCs," ED Tech, 2002.11 – 2005.12

3 "11bits 70 MHz ADC Development," Berkana Wireless, US, 2001.4 - 2002.3

4 "8b 208 MS/s ADC for DVD & 10b 100 - 250MHz ADC IP for SoCs," LG Electronics, 2003.4 - 2005.9

5 "CMOS Image Sensor Signal Processor : AFE Chip," Mtekvision, 2004.1 - 2005.5

6 "Ultra High-Resolution High-Speed Low-Power CMOS ADCs," Samsung Electronics, 2004.5 – 2006.12

7 "Advanced Core IP / Platform Development," MSI, MINR, 2003.9 – 2009.8

8 "6b 1Gbps, 10b 25MS/s Low-Power Data Converters for UWB and DMB," ETRI, KETI, 2004.8 – 2008.12

9 "12b-14b High-Density Algorithmic ADC for Digital Amp & MEMS," Pulsus, MIC, SML, 2005.6 – 2007.5

10 “10b-12b Low-Power High-Density 45nm-65nm CMOS ADC," Samsung Electronics, 2007.3 – 2009.9

11 “DAC and Analog Circuit Design for LTPS LDI," Samsung Electronics, 2007.4 – 2008.3

12 "LP HS HR ADCs & AFE," (1) Gov., (2) ETRI, (3) LGE, Samsung, Dongbu, Magna, (4) BK21 etc, 2006.1 -

집적회로 설계연구실 집적회로 설계연구실 R&D R&D 과제 수행 사례과제 수행 사례

http://ee.sogang.ac.kr/


삼성전자 (8 명 )

하이닉스반도체매그나칩 (5 명 )

대학 (3 명 )연구소 (2 명 )

해외 진출 (12 명 )Out-going Model

벤처기업 외 (18 명 )

LG 전자 (9 명 )

서강대학교서강대학교전자공학과전자공학과

ICIC 설계연구실설계연구실

MERIT I :높은 외부진입 장벽

MERIT II :The Older,The Better!

20092009 년 년 44 월 현재 졸업생 진로 현황월 현재 졸업생 진로 현황 / IC / IC 분야 장점분야 장점


■ 석사 / 박사과정 : ( 졸업 후 -> 국내기업 , 대학 , 연구소 , 해외진출 , 창업 )

- 입학 후 , 일반 / 지정 산학대여장학금 ( 삼성 , LG, 하이닉스 , 각급 벤처기업 )- 석사과정 LAB 장학금은 추가 지원 ( 최근 3 년 기준 , 등록금 1-2 배 / 년 수준 )

- 박사과정 LAB 장학금은 추가 지원 ( 최근 3 년 기준 , 등록금 2-4 배 / 년 수준 )■ 재학 중 우수 논문 및 연구 도출한 석사 및 박사 졸업생들의 주요 사례 :- 재학 중 논문으로 각종 설계대회 수상 , 병력특례 , 기업의 산학장학생 선정- 졸업 시 특정기업의 석사장학금 일부 소급 지원 외 해외 진출에 매우 유리

- RA + fellowship 혹은 해당 기업지원으로 미국대학 및 서강대 박사진학■ 각종 산학 장학금 , 하이닉스 / 삼성전자 반도체 트랙 프로그램 장학금 BK21 국가 장학금 , 프로젝트 인건비 , 외부기관 장학금 등 다중 지원

- 특히 매년 삼성전자 , 하이닉스 후원의 반도체트랙 프로그램 최종지원이 확정된 학부 학생은 본교 대학원 진학 시 , 연구실 장학금과 별도로 해당 기업에서 지원

- http://ee.sogang.ac.kr 또는 http://eeic7.sogang.ac.kr 공고 내용 참조

대학원 진학 후 장학금대학원 진학 후 장학금 , , 학업학업 , , 취업 등 미래 비전취업 등 미래 비전

http://ee.sogang.ac.kr/

http://eeic7.sogang.ac.kr/

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