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清華大學電子工程系黃翊東教授團隊崔開宇副教授帶領學生在超光譜成像芯片方面取得重要進展，研制出國際首款實時超光譜成像芯片，相比已有光譜檢測技術實現了從單點光譜儀到超光譜成像芯片的跨越。

本項目重點研究面向物聯網極低功耗微控制器關鍵技術，包括寬電壓標準單元和片上存儲器設計技術、工藝-電壓-溫度（PVT）偏差檢測技術與自適應動態電壓和頻率調節技術、快速響應的寬負載高效率電源轉換技術、低功耗高精度模數轉換電路設計技術、極低功耗快速啟動晶體振蕩器技術；面向工業控制微控制器關鍵技術，包括高可靠處理器架構、低延時訪問存儲策略、納秒級中斷響應處理技術、容錯型自糾錯SRAM 設計技術、高精度時鐘基準電路設計技術。

本技術成果涉及集成電路測試技術領 域，公開了一種RFID讀寫器芯片中測系 統及方法

隨著集成電路的發展，功耗問題越來越成為制約的瓶頸問題。特別是在即將到來的萬物互聯智能時代，物聯網、生物醫療、可穿戴設備和人工智能等新興領域更加追求極低功耗，尤其是極低靜態功耗。面向未來龐大的物聯網節點應用的需求，極低功耗器件及其電路芯片受到越來越多的關注。受玻爾茲曼限制，傳統晶體管的亞閾擺幅存在理論極限，這一限制是阻礙器件功耗降低的關鍵因素，基于傳統CMOS晶體管的集成電路已經無法滿足物聯網節點等對極低功耗的需求。 本項目基于標準CMOS工藝研制新型超陡擺幅隧穿器件，并進一步研發具有極低功耗的物聯網節點芯片。新型超陡擺幅隧穿器件采用有別于傳統晶體管的量子帶帶隧穿機制，可突破亞閾擺幅極限，同時獲得比傳統晶體管低2個量級以上的關態電流性能，具備極其優越的低靜態功耗性能。通過超陡亞閾擺幅器件及電路技術的研究和突破，可促進我國物聯網芯片產業的發展，顯著提高物聯網節點的工作時間，具有重要的應用價值。

利用大規模集成硅基納米光量子芯片技術，實現對高維度光量子糾纏體系的高精度和普適化量子調控和量子測量。 （圖一）基于硅納米光波導的大規模集成光量子芯片(可實現對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量)       集成光學量子芯片技術，基于量子力學基本物理原理，使用半導體微納加工工藝實現單片集成光波導量子器件（包括單光子源、量子操控和測量光路，以及單光子探測器等），可以實現對量子信息的載體單光子進行處理、計算、傳輸和存儲等。集成光學量子芯片具有集成度高、穩定性高、性能好、體積小、制造成本低等諸多優點。因此，該技術被普遍認為是一種實現光量子信息應用的有效技術手段。      利用硅基納米光波導技術實現的光量子芯片具有諸多獨特優點，例如與傳統微電子加工工藝兼容、可集成度高、非線性效用強、以及工作波長與光纖量子通信兼容等。然而，迄今為止光量子芯片的復雜度僅限于小規模的演示，如集成少數馬赫-曾德干涉儀對光子態進行簡單操控。因此，我們迫切需要擴大集成量子光路的復雜性和功能性，增強其量子信息處理技術的能力，從而推進量子信息技術的應用。       相干且精確地控制復雜量子器件和多維糾纏系統是量子信息科學和技術領域的一項難點。相對于目前普遍采用的二維體系量子技術，高維體系量子技術具有信息容量大、計算效率高、以及抗噪聲性強等諸多優點。最近，多維度量子糾纏系統已分別在光子、超導、離子和量子點等物理體系中實現。利用光子的不同自由度，如軌道角動量模式、時域和頻域模式等，可以有效編碼和處理多維光量子態。然而，實現高保真度、可編程、及任意通用的高維度量子態操控和量子測量，依然面臨很多困難和挑戰。       針對上述問題，英國布里斯托爾大學、北京大學、丹麥技術大學、德國馬普研究所、西班牙光學研究所和波蘭科學院的科研人員密切合作，并取得了突破性進展。研究團隊提出并實現了一種新型的多路徑加載高維量子態方式，即每個光子以量子疊加態的形式同時存在于多條光波導路徑，從而實現了一個高達15×15的高維量子糾纏系統。通過可控地激發16個參量四波混頻單光子源陣列，可以制備具有任意復系數的高維度量子糾纏態。通過單片集成通用型線性光路，可對高維量子糾纏態進行任意操控和任意測量。因此，該多路徑高維量子方案具有任意通用性。與此同時，團隊充分利用集成光路的高穩定性和高可控性，實現了高保真度的高維量子糾纏態，如4、8和12維度糾纏態的量子態層析結果分別為96、87% 和 81%保真度，遠超其他方式制備的高維量子糾纏態性能。       更重要的是，團隊通過硅基納米光子集成技術，實現了目前集成度最復雜的光量子芯片（圖一所示），單片集成550多個光量子元器件，包括16個全同的參量四波混頻單光子源陣列、93個光學移相器、122個光束分束器、256個波導交叉結構以及64個光柵耦合器，從而達到對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量。       研究進一步利用該高維光量子芯片技術，驗證高維度量子糾纏系統的強量子糾纏關聯特性，包括普適化貝爾不等式和EPR導引不等式等，證明量子物理和經典物理定律的重要區別。例如，對4維度量子糾纏態，實驗觀察得到了2.867±0.014的貝爾參數，不僅成功違背經典物理定律61.9個標準差，而且超過普通二維糾纏體系的最大可到達值的2.8個標準差。研究還首次實現高維量子系統的貝爾自檢測和量子隨機放大等新功能，例如，對3維度最大糾纏態和部分糾纏態的自檢測保真度約為76%，對14維以下糾纏態均實現了量子隨機放大功能。

一、創新點： 1.創新1-高低壓兼容工藝技術：世界首個P-sub/P-Epi高低壓兼容浮置沉底工藝平臺 2.創新2-抗瞬時電沖擊電路技術：國際最高品質因子600V等級浮柵控制芯片 3.創新3-低損耗功率器件技術：超低開關損耗階梯柵氧600V超結功率器件 4.創新4-高功率密度互聯技術：國內首款微型智能功率驅動芯片及600V單片智能功率驅動芯片。 二、產出情況： 被Amazon、Philips、Samsung、美的等100多家國內外公司采用，項目新增銷售27.2億元，新增利潤4.9億元，新增創匯3115.5萬美元，解決了我國智能功率驅動芯片的“卡脖子”問題。 1.智能生活家電領域累計銷售超16億顆，市場占有率全國第一（超過40%） 2.首次實現國產智能功率驅動芯片應用于高鐵空調控制器 3.唯一一款應用于智能電表的國產功率芯片，解決了我國智能電表系統的戰略安全問題 4.在新能源交通工具領域出貨量超30億顆 成功應用于亞馬遜無人倉儲機器人，首批供貨超過1萬套。

本項目是用 28 納米 FPGA 器件實現了一枚《萬兆網絡多核處理器》SOC 芯 片。該芯片目標客戶是路由器、交換機、防火墻網絡設備整機廠商和網絡技術 科研、監管機構。該芯片用于拓展網絡帶寬到 10Gbps，支持 Open Flow 協議， 兼容 IPV4/IPV6 協議，是 SDN 控制器的基礎載體，NFV 的運行平臺。該芯片是 互聯網產業的核心器件、重要的戰略物資，國內空白，國家急需。該項目的產 業化包含 SOC 芯片推廣，FPGA→ASIC 轉化、網絡設備整機生產 3 部分。適合 創辦的企業為 Fabless 模式集成電路芯片設計為主和網絡裝備整機生產為輔的電 43 子信息類股份制高科技企業。

已有樣品/n針對各種生物醫用儀器對心電、腦電、肌電、神經電等電生理信號采集與分析的需求，研制出了一系列專用集成電路芯片。其中包括：1、一款適合大多數生理信號的通用前端集成電路，完成從電生理傳感器輸出市場預期：市場需求量：芯片300萬顆/年，傳感器3000萬-5000萬顆/年；可應用系統：小型化便攜式電生理檢測設備、移動健康產品、穿戴式健康產品。的原始信號到CMOS或TTL等標準數字電平信號之間的轉換，這款前端電路的功能包括跟隨、前放、A/D、濾波等基本功能。2、多款專用的信號處理后端集

組織芯片技術可廣泛應用于腫瘤生物學、分子流行病學、生物試研制、生物工程制藥、中藥有效成分篩選等領域。因此，各科研院校、醫院、生物制藥企業等都將會是成為其潛在的市場，有很大的需求量。按照保守估計，目前國內市場對組織芯片制備器具的年需求量在500-1000套之間；對組織芯片分析系統的年需求量在50-100套；對病理實時遠程控制會診系統的年需求量在50-100套