《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從ISSCC2021論文看未來技術(shù)發(fā)展趨勢

2020-11-30
來源:EETOP

  ISSCC2021年(國際固態(tài)電路會議)將在2021年2月13日到22日舉行。不過由于疫情的原因,,ISSCC2021將在線上舉行,,這也是ISSCC第一次在線上舉行。

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  ISSCC2021整體情況

  據(jù)ISSCC 2021遠東區(qū)副主席許云翔博士介紹,,ISSCC2021共收到580篇論文,,比去年下滑了7.8%,,可能和今年的新冠疫情有關(guān)。

  許云翔博士同時強調(diào),,雖然投稿數(shù)量下降,,但投稿論文的質(zhì)量有了提升。ISSCC2021共錄用202篇論文,,錄用率達33.6%,。許云翔博士進一步指出,ISSCC 2021論文的12個技術(shù)分類中,,論文數(shù)量比較多的是高速網(wǎng)絡(luò),、5G、WiFi,、影響應(yīng)用和機器學(xué)習(xí),。從這幾個領(lǐng)域可以看到技術(shù)發(fā)展的方向,有線傳輸?shù)恼撐臄?shù)量占比從ISSCC2020的6%提高到9%,,這主要是云端數(shù)據(jù)中心火熱帶來的結(jié)果,;機器學(xué)習(xí)方面的論文數(shù)量占比也從ISSCC2020的3%提升到7%,可以看到行業(yè)對這個技術(shù)的關(guān)注,。

  從論文來源看,,全球共有15個國家和地區(qū)有論文錄用。其中遠東有中國大陸,、中國澳門,、中國臺灣、韓國,、日本,、新加坡;北美有美國,、加拿大,;歐洲有荷蘭、比利時,、瑞士,、德國、意大利,、奧地利,、法國。從國家和地區(qū)的投稿數(shù)量來看,,ISSCC往年論文大戶美國,、日本、中國臺灣,、韓國的論文都在下滑,,分別減少35篇,、15篇、12篇,、9篇,;只有中國大陸和新加坡的投稿數(shù)量有所增加,其中中國大陸增加19篇,,而新加坡實現(xiàn)翻倍,,從13篇增加至27篇。

  從論文錄用率來看,,日本投入21篇,,入選12篇,錄用率達57%,,高于整體錄用率23.4個百分點,;美國投稿174篇,錄用75篇,,錄用率達43%,,比整體錄用率調(diào)出9.4個百分點。而韓國,、中國臺灣新加坡的錄用率分別是30%,、26%和26%,均低于整體錄用率,。

  在投稿數(shù)量前五名中,,中國大陸由于投稿數(shù)量有所上升,但錄用文章不多,,導(dǎo)致錄用率成為前五名中最低的,。中國大陸在ISSCC2021投入稿84篇,較上年65篇增加19篇,;錄用數(shù)量為22篇,,比上年23篇減少1篇;錄用率26%,,較上年的35%下降了9 個百分點,。

  許云翔博士表示,ISSCC2021論文來自工業(yè)界的數(shù)量有61篇,,整體占比進一步降低,從上年的34%下滑至31%,;從地域來看,,遠東的工業(yè)界發(fā)揮出色,有29篇入選,,北美工業(yè)界有26篇(其中華為加拿大貢獻2篇),,而歐洲工業(yè)界僅僅有3篇入選,。而來自高校的數(shù)量達128篇,占比則有所上升,,從62%上升至66%,;另有6篇來自科研院所。

  從投稿機構(gòu)來看,,共區(qū)有41家機構(gòu)貢獻2篇以上論文,,其中工業(yè)界有10家公司,分別是美國的英特爾,、IBM,、ADI、Inphi,,韓國的三星,、SK海力士,中國臺灣的聯(lián)發(fā)科,、臺積電,,日本的索尼,加拿大的華為,。來自歐洲的IMEC是唯一一家貢獻2篇以上論文的科研院,。而貢獻2篇以上論文的高校有30所,其中遠東13所,,北美13所,,歐洲4所。中國占比1/6強,,包括清華大學(xué),、北京大學(xué)、電子科技大學(xué),、澳門大學(xué)以及浙江大學(xué),。

  從ISSCC2021錄用論文的數(shù)量來看,美國依然是全球最大的論文貢獻大國,,共錄用75篇,,較上年增加4篇;韓國位列第二,,共錄用30篇,,較上減少5篇;中國(大陸,、香港,、澳門)保持第三的位置,共錄用22篇論文,較ISSCC2020減少1篇,。中國臺灣和日本各有12篇錄用,,并列第四。

  遠東地區(qū)論文情況

  根據(jù)ISSCC2021的數(shù)據(jù)顯示,,遠東地區(qū)入選ISSCC2021的論文數(shù)量達82篇,,其中韓國入選30篇,排名遠東地區(qū)第一,;中國(大陸,、香港、澳門)入選22篇,,排名第二,,其中大陸20篇,澳門2篇,;中國臺灣和日本各有12篇入選,,并列第三;新加坡入選7篇,,排名第五,。

  遠東地區(qū)入選2篇論文以上的機構(gòu)有18家,包括5家公司,,和13所高校,;5家公司分別中國臺灣的聯(lián)發(fā)科、臺積電,;韓國的三星,、SK海力士;以及日本的索尼,。13所高校分別是中國的清華大學(xué),、北京大學(xué)、電子科技大學(xué),、澳門大學(xué)以及浙江大學(xué),;中國臺灣的臺灣清華、臺灣交大,、臺灣大學(xué),;韓國的韓國先進科技學(xué)院、延世大學(xué),;新加坡的南洋理工大學(xué),、新加坡國立大學(xué);日本的東京工業(yè)大學(xué),。

  許云翔博士也介紹到,,遠東地區(qū)表現(xiàn)比較強的領(lǐng)域包括影像光學(xué)傳感器和內(nèi)存,,其中影像光學(xué)傳感器(Session 7 Image and Range Sensors)領(lǐng)域全球共入選9篇,,有7篇來自遠東地區(qū),;存儲器領(lǐng)域的入選論文共16篇,分布在4個Session,,來自遠東區(qū)的有12篇,,分別是Session 16 Compute In-Memory、Session 24 Advanced Embedded Memories,、Session 25 DRAM,、Session 30 NVM,遠東地區(qū)在4個Session各入選3篇,。究其原因,,是因為影像光學(xué)傳感器和內(nèi)存領(lǐng)域內(nèi)全球最強的企業(yè)三星、索尼,、SK海力士和臺積電都位于遠東地區(qū),。

  中國大陸論文情況

  ISSCC2021年,中國大陸(內(nèi)地,、香港,、澳門)共投入84篇,較上年65篇增長19篇,;錄取22篇論文,,較上年23篇減少1篇,錄取率為26%,,較上年的35%下降9個百分占,。其中內(nèi)地錄取 20篇,澳門錄取 2篇,,香港為0,。

  22篇論文涵蓋了10個技術(shù)分類,包括模擬設(shè)計(ANA,,5篇),、電源管理(PM,3篇),、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(DC,,3篇)、無線傳輸(WLS,,3篇),、機器學(xué)習(xí)和人工智能(ML,3篇)數(shù)字系統(tǒng)(DAS,,2篇),、數(shù)字電路(DCT,,1篇)、前瞻技術(shù)(TD,,1篇),、射頻技術(shù)(RF,1篇)以及存儲(MEM,,1篇),。需要說明的是,在數(shù)字系統(tǒng)(DAS)分類中,,有一篇來看中國百度公司的特邀論文,。這一成績體現(xiàn)了當(dāng)前中國在集成電路技術(shù)領(lǐng)域的穩(wěn)固上升,產(chǎn)學(xué)研并進,、百花齊放的良好發(fā)展勢頭,,同時也證明了我國在集成電路領(lǐng)域的國際認可度及影響力正在不斷提升。

  從最近5年的情況來看,,中國論文趨勢有幾個大大變化:一是入選論文數(shù)量持續(xù)增加,,從ISSCC2017的11篇增加到ISSCC2021的22篇;二是涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域數(shù)量持續(xù)提升,,由ISSCC2017的6個增加到ISSCC2021的10個,;三是中國大陸論文數(shù)量大幅增長,從ISSCC2017的1篇增加到ISSCC2021的20篇,;四是首次入選的第一機構(gòu)數(shù)量持續(xù)增加,,今年有3家,分別是浙江大學(xué),、南京低功耗芯片技術(shù)研究院有限公司,、華東電子工程研究所(中電科38所);五是連續(xù)2年有產(chǎn)業(yè)界的論文入選,,ISSCC2020是重慶線易電子科技公司,,ISSCC2021是南京低功耗芯片技術(shù)研究院有限公司。

  更多詳情參閱《ISSCC2021中國芯突破,!》,。

  技術(shù)發(fā)展趨勢

  北京大學(xué)黃茹院士、清華大學(xué)劉勇攀教授,、復(fù)旦大學(xué)的徐鴻濤教授,、澳門大學(xué)羅文基教授、復(fù)旦大學(xué)徐佳偉教授,、清華大學(xué)張沕琳教授,、澳門大學(xué)路延教授、清華大學(xué)鄧偉教授分別就存儲器,、機器學(xué)習(xí),、無線傳輸,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、模擬技術(shù),、前瞻技術(shù),、電源管理、射頻等八大技術(shù)分類的論文和趨勢進行了介紹,。

  1,、存儲

  ISSCC2021上,,存儲共有16篇論文入選,,分為四個Seesion,分別是存內(nèi)計算(Seesion 16:Compute-In-Memory),、先進嵌入式存儲(Seesion 24:Advanced Embebded Memories),、動態(tài)隨機存取存儲器(Seesion 25:DRAM)和非易性存儲(Seesion 30:Non-Volatile Memory),每個Seesion的4篇論文中有3篇來自遠東地區(qū),。

  存內(nèi)計算有3篇來自中國臺灣(臺灣清華2篇,、臺積電1篇),1篇來自德州奧斯汀大學(xué),。先進嵌入式存儲有1篇來自中國科學(xué)院微電子所,,1篇來自德國IBM,1來自臺積電,,1篇來自三星的關(guān)于3nm GAA SRAM,;DRAM方面,2篇來自三星分別關(guān)于16Gb LPDDR5,、HBM2的工作,,另外2篇分別是SK海力士和鎂光關(guān)于8Gb GDDR6的工作;NVM方面,,韓國三星,、韓國SK海力士、日本鎧俠(原東芝存儲部門)都是關(guān)于TLC的工作,,而英特爾則是關(guān)于QLC的工作(不知道這會不會成為英特爾關(guān)于存儲論文的絕唱),。

  黃茹院士表示,總的來說,,高密度,、高帶寬和低功耗是存儲產(chǎn)業(yè)的共同追求。而在NVM 方面,,行業(yè)趨勢是減少外圍電路,。

  中國雖然在存儲領(lǐng)域有2篇入選,但都是高校(東南大學(xué),,ISSCC2019)和研究院(中科院微電子所)貢獻,。工業(yè)界似乎還沒有做好寫論文的準(zhǔn)備,。

  2、機器學(xué)習(xí)

  在ISSCC2021上,,機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域論文投稿數(shù)量從ISSCC2020的24篇提升到46篇,,錄用文章也從ISSCC2020的7篇提升到13篇,劉勇攀教授介紹說,,13篇入選論文所做的都是面向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理,、訓(xùn)練和應(yīng)用方面的研究,面向的情景也是覆蓋語音和圖像應(yīng)用的服務(wù)器端和邊緣端,。

  機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的13篇論文分為2個Session,,從云到端的機器學(xué)習(xí)處理器(Session 9:ML Processors From Cloud to Edge)的9篇論文來自遠東5篇、北美3篇,、歐洲1篇,,有6 篇來自高校,3篇來自工業(yè)界,;深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的存內(nèi)計算(Session 15:Compute-In-Memory Processors Deep Neural Networks)的4篇論文來自遠東2篇,、北美2篇,均來自高校,。

  中國大陸有3篇入選,,均來自清華大學(xué),1篇在Session 9,;2篇在Session 15,。

  除了2個Session外,還有3個機器學(xué)習(xí)相關(guān)的環(huán)節(jié),,分別是重點芯片發(fā)布(Session 3:Highlighted Chip Releases),、處理器(Session 4:Processors)、存內(nèi)計算(Session 33:Compute-In-Memory),。比如英偉達的論文是介紹如何設(shè)計一個高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器,。

  在重點芯片發(fā)布(Session 3)有1篇來自百度的有關(guān)AI處理器論文;在處理器(Session 4)有1篇來自電子科技大學(xué)的關(guān)于AI處理器的文章,。2個Session均歸屬數(shù)字系統(tǒng)分類,。

  劉勇攀教授表示,AI芯片的發(fā)展方向主要集中應(yīng)用,、存內(nèi)計算和制造技術(shù)三個方面,。

  3、無線傳輸

  無線傳輸領(lǐng)域,,共收到68篇論文投稿,,錄取論文24篇,錄取率為35.3%,。其中遠東錄取8篇,,北美錄取11篇,,歐洲錄取5篇。24篇文章分屬四個Session,,包括sub-6Ghz(Session 6,,3篇)、毫米波(Session 14),、超寬帶(Session 21)和太赫茲技術(shù)(Session 22),。

  中國大陸在毫米波(Session 14)領(lǐng)域共有3篇論文入選,分別來自清華大學(xué),、東南大學(xué),、華東電子工程研究所。

  4,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器

  羅文基教授表示,,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域總投稿數(shù)量為43篇,共錄用了14篇文章,,收錄率為32.6%。

  14篇文章文章分兩個session,,分別是Continuous-Times ADCs and DACS(session 10)和Discrete -Times ADCs(session 27),。

  數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域遠東區(qū)共有6篇論文入選。中國大陸的清華大學(xué),、北京大學(xué)和澳門大學(xué)為session 27貢獻了3篇,,中國臺灣的聯(lián)發(fā)科為session 27貢獻1篇;韓國的三星為session 10貢獻了2篇,。

  數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展趨勢是:一是增加多個高性能連續(xù)時間A/D轉(zhuǎn)換器,;二是下一代無線通信高性能D/A轉(zhuǎn)換器的技術(shù)趨勢;三是結(jié)合先進技術(shù),,持續(xù)追求轉(zhuǎn)換效率的極限,,從1997年至2020年的15年間轉(zhuǎn)換效率提升了1000倍。

  5,、模擬電路

  ISSCC2021模擬領(lǐng)域共收到投稿39篇,,投稿數(shù)量有所下降,共錄用12篇論文,,其中有一篇是來自中國大陸的北京大學(xué),,位于session 5。

  12篇論文共分2個session,,分別是模擬接口(session 5:Analog Interfaces)有8篇,;模擬技術(shù)(session 23:Analog Techniques)有4篇。

  徐佳偉教授表示,,從趨勢上看,,模擬設(shè)計主要圍繞精度,、溫度和參數(shù)這三個方向發(fā)展。

  6,、前瞻技術(shù)

  前瞻技術(shù)領(lǐng)域(Technology Directions)共錄用了14篇論文,,分為低功耗和安全物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新(session 12:Innovation in Low-power & Secure IoT)、用于量子計算的Cryo-CMOS(session 13:Cryo-CMOS for Quantum Computing),、生物醫(yī)學(xué)器件,,電路和系統(tǒng)(session 18:CBiomedical Devices, Circuits, and Systems)、新興應(yīng)用的光學(xué)系統(tǒng)(session 19:Optical systems for Emerging Applications)4個session,。

  前瞻技術(shù)入選的論文有9篇來自北美,,中國大陸的北京大學(xué)有一篇入選session 12。

  7,、電源管理

  電源管理領(lǐng)域共有59篇投稿,,錄取了18篇,共分為兩個session,,分別是DC-DC轉(zhuǎn)換器和高壓,、GaN和無線充電。

  18篇論文共分為兩個session,,分別是DC-DC轉(zhuǎn)換器(session 17),、和高壓、GaN和無線充電(session 33),。中國大陸的浙江大學(xué),、東南大學(xué)和中國科技大學(xué)為session 33有貢獻了3篇文章。

  session 17的主席是來自西安交通大學(xué)的耿莉教授,。

  8,、射頻

  射頻領(lǐng)域有69篇投稿,錄用了22篇,,分為四個session,,分別是高性能壓控振蕩器(session 20:High Perfoormance VCOs)、太赫茲電路和前端(session 23:THz Cicrcuits and Frontends),、射頻功放和前端技術(shù)(session 26:RF PA and Frontends Techniques),、頻率合成器(session 32:Frequency Synthesizers)。

  射頻領(lǐng)域是中國大陸的入選大戶,,今年同樣有5篇入選,,電子科技大學(xué)雀屏2篇,澳門大學(xué),、清華大學(xué)和北京大學(xué)各1篇,。

  session 26的主席是來自復(fù)旦大學(xué)的徐洪濤教授;session 32的主席是來自清華大學(xué)的鄧偉教授。

  9,、數(shù)字電路/數(shù)字系統(tǒng)

  雖然沒有對數(shù)字電路/數(shù)字系統(tǒng)進行點評和分析,。但我們可以看到,數(shù)字電路(DCT),、數(shù)字系統(tǒng)(DAS)各有1篇入選,,數(shù)字系統(tǒng)(DAS)還有一篇來自百度的特邀論文。

  在數(shù)字電路(DCT)領(lǐng)域,,可喜的是,,中國大陸在低功耗領(lǐng)域取得突破,南京低功耗芯片技術(shù)研究院有限公司十年磨一芯,,依托東南大學(xué)國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心在2010年啟動的低功耗芯片的研究成果,,進行二次開發(fā),最終在ISSCC喜結(jié)碩果,。

  在數(shù)字系統(tǒng)(DAS)領(lǐng)域,,電子科技大學(xué)貢獻了1篇關(guān)于可重構(gòu)的AI處理器。特邀報告也是關(guān)于AI處理器的,。

  射頻技術(shù)(RF),、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(DC)、電源管理(PM)三大領(lǐng)域是中國在ISSCC中的傳統(tǒng)論文貢獻大戶,,在ISSCC2021繼續(xù)高歌猛進,,分別入選5篇、3篇,、3篇。中國大陸在機器學(xué)習(xí)(ML)和無線傳輸(WLS)兩大領(lǐng)域的研究,,未來將成為中國大陸后繼論文大戶,。

  


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