Imec och Holst Centre presenterar ett stort antal ”papers” på International Solid-State Circuits Conference, som äger rum för 60:e gången.

Vi ger här ett sammandrag av föredragen:
Energy harvesting
Inom ”energy harvesting och wireless power” presenterar IMEC en integrerad DC/DC-omvandlare för 5 till 60 V in och med en ineffekt av mellan 25 och 1600 µW. Kretsen är tillverkad i en 0,35 µm BCD-process. Den bygger bland annat på att förloppet helt analogt kan ändras direkt efter observation av en MPPT-algoritm med 99,9 procents följsamhet tack vare en sample-and-hold-krets med mycket låg läckström. Den är minst 300 gånger lägre än för standardkretsar vilket innebär mindre än 1,3 µA. Verkningsgraden, totalt sett, når upp till 88,7 procent vid 30 V in.
Energi från pizoelektricitet
Nästa ”paper” presenteras av Imec och Panasonic tillsammans. Det är en krets i 0,25 µm CMOS som samlar in energi, från 1 µW till 1 mW, från en piezoelektrisk givare. Kretsen har 40 nA tomgångsström och verkningsgraden anges till 94 procent. Denna energiinhämtande spänningsregulator förbrukar mindre än 140 nW.
Transceiver för 60 GHz
Inom området trådlösteknik med höga prestanda presenterar Imec och Panasonic även en uppsättning av fyra kretsar för en 60 GHz transceiver. Den kan styra loben från det analoga basbandet, vid såväl sändning som mottagning. Kretsuppsättningen i 40 nm CMOS förmår överföra 2,3 Gbit/s över 3,5 m avstånd.
Biomedicin kretsar & system
Imec har utvecklat en neural prob som har formen av ett skaft som är 100 µm brett, 10 mm långt och 50 µm tjockt. På det finns 455 aktiva elektroder på en yta av 2,9×3,2 mm² med 52 avläsningskanaler och ett digitalt gränssnitt för överföring av 25 Mb/s. Bruset på ingången uppgår till 3,2 µV_rms och effektförbrukningen anges till 925 µW.
Imec har tillsammans med universitetet i Asterdam tagit fram ett 24 kanalers trådlöst, neuralt nät för inspelning. Det bygger på en IC med mindre än 3,5 µVrms brus (AP/LFP band) och >70 dB CMRR. Genom att enbart sända data vid aktivitet kan effektförbrukningen skalas ned på basis av det neurala nätets aktivitet. Genom att upptäcka en aktivitet innan den digitaliseras kan ASICen med grindad effekt alla steg, i tur och ordning, ock ändå sända hela aktiviteten för att genomföra klassifikation.
Imec presenterar tillsammans med Olympus en 20 µW signalbehandlande IC för att i hjärtat med hög noggrannhet får fram ”R-peak” för att kunna genomföra VF-analys och känna av biologisk impedans. I kretsen har man implementerat 2 ms gruppfördröjning, 2,3 µW programmerbar QRS-bands effektupptagare. En 16 nivåers digitalt syntetiserad pseudo-sinusformad strömgenerator gör det möjligt att extrahera biologiska impedanser i området 0,1 ohm till 4,4 kohm med 35 mohms upplösning och mer än 97 procents verkningsgrad.
Trådlösa smarta kretsar
Imec och Renesas har utvecklat en modulator, byggd i 40 nm CMOS, som uppfyller kraven av C-IM3 för LTE. Den bygger på en spänningssamplande blandare med 25 procents pulsbreddsförhållande och ett basband som undertrycker övertoner. Den uppnår 65 dBc C-IM3 vid 23 dBm uteffekt i LTE-banden, från 0,8 till 3 GHz, -160 dBc/Hz mottagarbrus och hos sändarsignalen 2,2 procents EVM och -41 dBc ACLR.
Energikänslig digital konstruktion
Imec och Samsung har tillsammans åstadkommit en biomedicinsk signalbehandlande SoC, i 40 nm CMOS, som på subnivå kan rekonfigureras med hjälp av en DC/DC-omvandlare på chipet och med styrning av bias. Tack vare ytterligt finskalig effektgrindning uppnår man 30 pJ/cykel då kretsen matas med 0,4 V. Beräkningshastigheten anges till 9 MOPS.
Energieffektiv trådlös teknik
Imec och Eindhovens tekniska universitet presenterar en 2,4 GHz radio som följer tre standarder: Bluetooth LE, Zigbee och IEEE 802.15.6.
Mottagaren, vars mellanfrekvens kan variera, och den polarmodulerade sändaren är implementerade i 90 nm CMOS. Energieffektiviteten är 1,9 nJ/bit vid -96 dBm känslighet.

Filed under: Utländsk Teknik