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300-GHz 52-MW CMOS接收器带有片上LO生成
I。300-GHz带具有高速数据通信[1]，[2]，[3]，[4]，[5]的巨大潜力。随着2017年IEEE 802.15.3d标准的创建，用于从252至322 GHz的无牌频带中运行的无线电[6]，现在对开发Ter-Ahertz（THZ）收发器的兴趣更高。此外，许多研究人员已经证明了这种无线电在CMOS技术中的生存能力[3]，[4]，[5]，[7]，[8]，[8]，[9]，[10]，[11]，[11]，[12]，描绘了一个有希望的未来。我们应该指出，这些示例在140 [8]至650 MW [9]之间消耗，并使用片外局部振荡器（LO）信号产生。在本文中，我们认为THZ数据通信无线电的可行性取决于其功耗。然后，我们提出一个绘制52 MW的单芯片接收器（RX）和LO Generator。该原型已在28 nm CMOS技术中制造，并占据了0.06 mm 2的活性面积。第二节涉及与THZ RX设计有关的一般问题，第三部分描述了拟议的RX体系结构。
分层多播在芯片上用于可扩展可重新发现的神经形态系统
摘要 - 迄今为止的神经形态计算体系结构遭受了大规模神经处理所需的互连可伸缩性。我们提出了用于分层地址事件路由（多播 - 示威者）的高性能和低空的多播网络（NOC）体系结构，适用于适用于大规模重新确定的神经形态系统。此效率NOC体系结构的每个构建块由几个多铸高级高性能总线（MAHB）组成，并并行运行，用于高带宽核心间尖峰事件传输。此用于可扩展事件路由的体系结构可以帮助实施分布在神经形态处理核心内的脑尺度稀疏神经网络连接，具有典型的局部密集和全球稀疏神经元连接性的网络约束。使用Xilinx virtex ultrascale vu37p fpga进行演示，我们显示了8×8网格的MAHB在512MHz时钟以512MHz时钟的表现和2级核心间通信，最高带宽的最高带宽为420m，每秒每秒每秒128K Neuron Node node in horierarchy中的每秒。这个峰值绝对带宽支持在所有突触后目的地的最差情况下，在最差的情况下，以次数潜伏期为单位的峰值事件注册。索引术语 - 非形态计算，芯片上的多播网络，高级高性能总线（AHB），地址 - 事件代表（AER），可伸缩AER
在芯片上集成了多光束生成和原子钟包装的平面光子学
摘要原子技术的商业化需要用紧凑和可制造的光学平台代替实验室规模的激光设置。可以通过集成的光子学和元图光学的组合在芯片上生成自由空间的复杂布置。在这项工作中，我们使用平流芯片键合将这两种技术结合在一起，并展示了一种集成的光学体系结构，以实现紧凑的跨原子钟。我们的平面设计包括两个共对准的磁磁陷阱中的十二个光束。这些梁位于芯片上方，在中央位置与直径高达1厘米的中心位置相交。我们的设计还包括两个在晶格和时钟波长的联合传播光束。这些梁在共线和垂直方向发射以探测磁陷阱的中心，在那里它们的直径为≈100µm。使用这些设备，我们证明了我们的集成光子平台可扩展到任意数量的光束，每个光束具有不同的波长，几何形状和极化。
CMOS 射频能量收集器 (RFEH) 带有全片上可调升压器，可提高宽带灵敏度
摘要：射频能量收集 (RFEH) 是目前广受欢迎的一种可再生能源收集形式，因为许多无线电子设备可以通过 RFEH 协调其通信，尤其是在 CMOS 技术中。对于 RFEH，检测低功率环境 RF 信号的灵敏度是重中之重。通常采用 RFEH 输入端的升压机制来增强其灵敏度。然而，保持其灵敏度的带宽非常差。这项工作在 3 级交叉耦合差分驱动整流器 (CCDD) 中完全在片上实现了可调升压 (TVB) 机制。TVB 采用交错变压器架构设计，其中初级绕组实现到整流器，而次级绕组连接到 MOSFET 开关，用于调节网络的电感。 TVB 使整流器的灵敏度保持在 1V 直流输出电压下，在 3 至 6 GHz 的 5G 新无线电频率 (5GNR) 频段的宽带宽内最小偏差为 − 2 dBm。在 − 23 dBm 输入功率下，直流输出电压为 1 V，峰值 PCE 在 3 GHz 下为 83%。借助 TVB，可以在 1 V 灵敏度点处保持 50% 以上的 PCE。提出的 CCDD-TVB 机制使 CMOS RFEH 能够以最佳灵敏度、直流输出电压和效率运行于宽带应用。
多光子态起源之间的片上量子干涉
路径同一性是众多新型量子信息应用的基础，近年来引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们通过实验演示了四光子态的两个不同来源的量子相干叠加，其中多光子受挫干涉由于路径同一性的量子不可区分性而出现。量子态是在一个集成硅光子芯片上的四个概率光子对源中创建的，其中两种组合可以创建光子四联体。分布的四个光子的相干消除和恢复完全由调谐相位控制。实验产生了两种可能创建光子四联体的方式的特殊量子干涉，而不是光子不同固有性质的干涉。除了许多已知的潜在应用之外，这种多光子非线性干涉还为各种基础研究提供了可能性，例如具有多个空间分离位置的非局域性。
在HF 0中的铁电和电阻开关之间自由切换。 5 ZR 0。 5 o 2薄膜及其在片上的高精度上应用深度神经
摘要HF 0。5 ZR 0。 5 O 2（Hzo）基于基于铁的铁电场晶体管（FEFET）Synapse是符合处尺度深神经网络（DNN）应用的承诺候选者，因为其高对称性，准确的准确性，良好的准确性和快速运行速度。 然而，随着时间的流逝，由去极化场引起的remanent极化（P R）的降解尚未有效地解决，从而极大地影响了受过训练的DNN的准确性。 在这项研究中，我们证明了使用FE模式进行高速重量训练的铁电（Fe）抗性切换（RS）可切换突触，并进行稳定的重量存储的RS模式，以克服准确性降解。 FE-RS杂交特性是通过具有非对称电极的基于HZO的金属 - 有线金属（MFM）电容器来实现的，最佳的Fe耐力以及最可靠的RS行为可以通过测试多种电极材料来证明。 在FE和RS模式下都可以实现高内存窗口。 通过这种设计，通过网络仿真验证，随着时间的流逝，保持出色的精度。5 ZR 0。5 O 2（Hzo）基于基于铁的铁电场晶体管（FEFET）Synapse是符合处尺度深神经网络（DNN）应用的承诺候选者，因为其高对称性，准确的准确性，良好的准确性和快速运行速度。然而，随着时间的流逝，由去极化场引起的remanent极化（P R）的降解尚未有效地解决，从而极大地影响了受过训练的DNN的准确性。在这项研究中，我们证明了使用FE模式进行高速重量训练的铁电（Fe）抗性切换（RS）可切换突触，并进行稳定的重量存储的RS模式，以克服准确性降解。FE-RS杂交特性是通过具有非对称电极的基于HZO的金属 - 有线金属（MFM）电容器来实现的，最佳的Fe耐力以及最可靠的RS行为可以通过测试多种电极材料来证明。在FE和RS模式下都可以实现高内存窗口。通过这种设计，通过网络仿真验证，随着时间的流逝，保持出色的精度。
环分裂：片上循环网络的无死锁路由算法
摘要：本文考虑使用循环拓扑作为片上网络 (NoC) 的一种有前途的无死锁拓扑。本文介绍了一种用于探索具有任何拓扑的 NoC 的新型高级模型 Newxim。本文提出了两种方法来解决循环拓扑中的循环依赖问题，这些问题由于死锁可能性增加而限制了它们在 NoC 中的应用。第一种处理死锁的方法是通用的，适用于任何拓扑；它基于在非循环子网络上绕过网络阻塞部分的思想。第二种方法——环分裂——考虑了循环拓扑的特征。本文介绍了使用无死锁路由算法对循环和网状拓扑的 NoC 的峰值吞吐量进行高级建模和比较的结果。结果表明，与网状拓扑相比，一种新的循环路由方法可将网络吞吐量提高 59%，并且网络负载分布均匀。
使用旅行声子在芯片上分布量子信息
在芯片上分配量子纠缠是实现可扩展量子处理器的关键步骤。使用旅行的声子（量化的引导机械波包包）作为传输量子状态的介质，由于与其他载流子（例如电子或光子）相比，由于其尺寸较小，而且传播速度较低，因此现在引起了很大的关注。此外，声子是在芯片上连接异质量子系统的高度有希望的候选者，例如微波炉和光光子通过光纤长距离传输量子。在这里，我们通过实验表明，通过实现两个行进的声子之间的量子纠缠并创建一个时间键 - 编码的传播声音量子量子，可以证明使用声子分发量子信息的可行性。机械量子状态是在光力学腔中生成的，然后发射到声音波导中，在该波导中传播约200微米。我们进一步展示了语音量如何与光子量子量子合作违反铃铛型不平等。
具有全集成射频片上系统的超导量子处理器的测量和控制
我们描述了一个名为 Presto 的数字微波平台，该平台专为测量和控制多个量子比特 (qubit) 而设计，基于第三代射频片上系统。Presto 使用直接数字合成在 16 个同步输出端口上创建高达 9 GHz 的信号，同时同步分析 16 个输入端口上的响应。Presto 具有 16 个 DC 偏置输出、四个输入和四个输出（用于数字触发器或标记）以及两个连续波输出（用于合成高达 15 GHz 的频率）。通过多个 Presto 单元的确定性同步，可以扩展到大量量子比特。Python 应用程序编程接口配置固件以合成和分析脉冲，由事件序列器协调。分析集成了模板匹配（匹配过滤）和低延迟（184-254 ns）反馈，以实现广泛的多量子比特实验。我们通过对由两个通过通量可调耦合器连接的超导量子比特组成的样本进行实验，展示了 Presto 的功能。我们展示了单个量子位的单次读出和主动重置；单量子位门的随机基准测试显示保真度达到 99.972%，受量子位相干时间的限制；以及双量子位 iSWAP 门的校准。
用于片上储能的微型锂离子电池
微机电系统、微传感器、微型机器人、植入式医疗设备等先进微电子产品的出现，加速了片上微型电化学储能装置的发展。1 – 3 传统的电化学储能装置（如商用锂离子电池和超级电容器）采用夹层式电池结构，由于电池尺寸、外形尺寸和可集成性的限制，难以在某些微系统中应用。4 – 6 定制化的微电化学储能装置具有重量轻、形状多样、超紧凑的特点，可以与微系统集成，满足特定的片上应用需求。7,8 其中，微型锂离子电池（micro-LIB）具有相对较高的能量/功率密度和良好的循环寿命，被认为是微型电源的优选候选者。9 – 11