《40Gb/s 單片集成光接收機晶片及信號完整性研究》是依託東南大學，由陳瑩梅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：40Gb/s 單片集成光接收機晶片及信號完整性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳瑩梅
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
光纖通信是當前構建信息高速公路基礎通信傳輸網的主要技術，而40Gb/s光通信是下一代信息高速公路的必然選擇。本申請項目立足於單片實現40Gb/s光接收機晶片的研究課題，對超高速晶片的實現與單片集成技術進行研究，主要研究內容包括：超高速積體電路中的傳輸線與信號完整性研究；積體電路噪聲產生和噪聲泄漏的研究；超高速單片集成光接收機系統結構及鎖相環環路參數最佳化的研究。申請項目將利用電磁場數值計算對微帶線、接地共面波導、晶片襯底和焊盤等建立分布參數模型，採用ADS、Cadence等軟體進行仿真，得出超高速信號理論研究的指導方案。在上述基礎上研究實現高集成度的40Gb/s低抖動光接收機晶片，並進行流片驗證，要求單片集成的40Gb/s光接收機晶片總體指標達到國際先進水平。.在國外對我國實現高技術封鎖和高端技術產品禁運的情況下，本項目將推動我國光通信事業發展，為國家安全事業做出貢獻。
結題摘要
光纖通信以其傳輸頻頻寬、通信容量大、傳輸損耗低、抗輻射能力強等優點，成為當前構建“信息高速公路”基礎通信傳輸網的主要技術。本項目研究了40Gb/s超高速光接收機晶片的實現與單片集成技術，對超高速晶片的信號完整性問題和積體電路的噪聲產生和噪聲泄漏等問題進行理論與技術研究，對晶片管腳連線方案、減小噪聲技術等方面探索出系統可行的理論指導方案，彌補目前對超高速信號理論研究的不足。套用參數擬合的方法解決了電磁場仿真得到的頻域S參數的結果不能套用到時域分析的問題。研究了單片集成光接收機的系統與各模組電路的結構，通過兩次流片，最終採用TSMC 65nm CMOS工藝實現了單片集成的40Gb/s光接收機晶片。該高集成度的光接收機晶片內部集成了前置放大器和時鐘恢復電路等光接收機關鍵電路。晶片面積僅為1.2 mm×1.6 mm，在1.2V的電源電壓下核心功耗為120mW，恢復並分接出來數據的P-P抖動為4.46 ps，RMS 抖動為1.18 ps。晶片具有低功耗、低成本、低噪聲的優點，滿足ITU-T在其G.958規範中規定的抖動等各項指標。目前國際上能夠採用矽基CMOS工藝實現同樣高集成度的光接收機晶片的論文還不多見，本項目的總體指標達到了國際先進水平，使該高集成度晶片能套用在STM-256速率級別的光纖通信系統中。
