IC DESIGN LAB 서강대학교 집적회로설계 연구실 SOGANG UNIVERSITY 2014 Since 1993

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1 IC DESIGN LAB 서강대학교 집적회로설계 연구실 SOGANG UNIVERSITY 2014 Since 1993
교수 : 이승훈 팀장 : 박준상 Tel

2 집적회로(IC)의 필요성 VS ■ CPU를 제작할 경우 제작 기간 면적 가격 23억(개)Ⅹ10초=730년
집적회로를 이용 ■ CPU를 제작할 경우 제작 기간 23억(개)Ⅹ10초=730년 면적 23억(개)Ⅹ0.25cm2=580억mm2 가격 23억(개)Ⅹ50원=1150억원 개별 트랜지스터를 이용 대량생산가능 / 1~2개월 하나의 칩 (약 2362mm2) 250만원

3 Integrated Circuit Makes Them Possible
집적회로(IC)의 필요성 기기의 소형화 저렴한 가격 Integrated Circuit Makes Them Possible 기능의 확장 우수한 신뢰성

4 집적회로(IC)의 응용 분야 Power Management IC 다양한 멀티미디어 기능 전력관리의 중요성
■ 갤럭시 S4 내부 기판 Power Management IC 다양한 멀티미디어 기능 전력관리의 중요성

5 Digital Signal Processor
집적회로(IC)의 응용 분야 ■ 갤럭시 S4 내부 기판 Digital Signal Processor 데이터 처리량 증가 연산능력의 중요성

6 Application Processor
다기능 및 소형화 요구 Application Processor System on a Chip

7 집적회로(IC)의 응용 분야 All in One

8 “Impossible without IC”

9 집적회로(IC)의 시장 관련 보도자료 韓 반도체 산업, 체질 개선 이뤘다 시스템 반도체 기업 실적 개선
국내 팹리스 기업 전년 동기 대비 매출 15.8% 증가, 영업이익은 흑자전환 - 디지털타임스 시스템 반도체 기업 실적 개선 올해 ICT 수출 최대…휴대폰-반도체 견인 역대 최대 월간 반도체 수출액…시스템 반도체 10.3% 증가한 25억 6천만 달러 기록 - 지디넷코리아뉴스 모바일AP, 멀티미디어 칩 수출 호조로 시스템 반도체 43개월 연속 수출 증가 - 중앙일보 IT 수출 7개월 연속 증가세…1분기 사상 최대 흑자 韓 반도체 산업, 체질 개선 이뤘다 메모리 반도체 성장을 제치며 시스템 반도체 산업 구조 고도화 기반 마련 - 지디넷코리아뉴스

10 집적회로(IC)의 산업 현황 집적도 (Unit/Chip) 출시년도 (Year) IC 집적도 증가에 따라 나타난 기술들 1970
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 출시년도 (Year) IC 집적도 증가에 따라 나타난 기술들 집적도 (Unit/Chip) 106 105 104 107 108 109 1010 Intel 4004 Motorola 68000 80386 Pentium IBM Power6 Xeon Samsung Exynos5 Canon CIS 자료 : 반도체 산업 동향 및 진단 (특허청, 2013)

11 집적회로(IC)의 산업 전망과 방향 세계 메모리 반도체 및 시스템 반도체 산업 전망 단위 : Billion $
자료 : Gartner(2012) 단위 : Billion $ 세계 메모리 반도체 및 시스템 반도체 산업 전망

12 연구 분야 A/D Converter Digital Signal D/A Analog Signal PMIC, Sensor
Digital Signal A/D Converter D/A PMIC, Sensor 아날로그 / 혼성모드 IC 설계 분야

13 Digital oscilloscopes Data aquisition system
연구 분야 UWB Digital RF converter Digital receiver Digital oscilloscopes Broadband wireless LCD display system High energy physics Communication Resolution (Bit) Speed (MSample/s) 16 14 12 10 8 6 1 1600 500 200 160 120 80 40 Scanners QAM/QPSK Digital TV MRI Ultrasound equipment HD video WCDMA HDTV Radar systems Medical imaging receiver Image sensor Data aquisition system Digital video ADC 주 응용 분야

14 연구 분야 Analog Digital DAC ADC Data Converter 응용 사례(1)
DSP SYN DAC LNA : Low Noise Amplifier PA : Power Amplifier SYN : Synthesizer ADC : Analog-to-Digital Converter DAC : Digital-to-Analog Converter DSP : Digital Signal Processor Application for Wireless Communication - RF 수신신호를 디지털 신호로 변환 및 처리 - 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 송신 Data Converter 응용 사례(1) PA Filter LNA ADC

15 ADC 연구 분야 Data Converter 응용 사례(2) CMOS Image Sensor
External Lens Photon Flux Micro Lens On-chip Color Filter Array Pixel Array Correlated Double Sampling (CDS) ADC Image Signal Processor (ISP) Sensor Control Block Analog Signal Chain CMOS Image Sensor Application for CMOS Image Sensor - 외부 빛 신호를 전기적 신호로 변경하여 처리 - 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환 및 처리 Data Converter 응용 사례(2)

16 AIPRC 소개 사업명 과제명 연구내용 주관기관 사업기간 사업비 참여인력 참여 파운드리 기업 (4개)
대학 IT연구센터 육성 지원사업 과제명 차세대 융복합 시스템용 아날로그 IP 핵심 설계기술 개발 연구내용 멀티미디어 시스템 (영상/음향/DTV)용 핵심 아날로그 IP 설계기술 연구 유무선 통신 시스템용 핵심 아날로그 IP 설계 기술 연구 핵심 아날로그 IP 위한 소자 및 모델링기술 연구 파워 IC용 핵심 아날로그 IP 개발 주관기관 서강대학교 사업기간 ~ (3년 7개월) + α 사업비 총 사업비 47억원 (대응자금 15.5억원) + α 참여인력 대학 : 총 114명 (교수 11명, 대학원생 99명, 전임연구교수 2명, 기타 2명) -> 여성 11명 기업 : 참여기업 연구원 참여 파운드리 기업 (4개) 참여 팹리스 기업 (11개) 참여대학 참여기업

17 AIPRC 비전 및 목표 비전 2020년 아날로그 IP의 100% 국산화를 통한 시스템반도체 분야 일류화 실현 목표
세계적인 경쟁력을 가지는 차세대 융‧복합 시스템용 핵심 아날로그 IP 설계기술 개발 및 이를 통한 고급 연구인력 양성 목표 멀티미디어 시스템 (영상/음향/DTV)용 핵심 아날로그 IP 개발 유‧무선 통신 시스템용 핵심 아날로그 IP 개발 핵심 아날로그 IP 개발을 위한 저전력, 고주파 소자, 모델링 기술 개발 파워 IC용 핵심 아날로그 IP 개발 2020년 아날로그 IP의 100% 국산화를 통한 시스템반도체 분야 일류화 실현 비전

18 최고의 인력 양성 IC 설계 연구실 비전 책임교육 장학지원 논문발표 선/후임 연구원간 1:1 팀 연구교육 설계대회 수상
산학장학생 선정 병역특례 박사전략산학 BK21 /산학/ LAB/외부기관 등 다양한 장학지원 최고의 인력 양성 +

19 세미나 / 강의 / 논문을 통한 IC 설계 기본이론 습득
연구 진행 과정 [1/4] 이론 습득 세미나 / 강의 / 논문을 통한 IC 설계 기본이론 습득 1:1 툴 교육 및 R&D 기본지식 습득 &

20 연구 진행 과정 [2/4] 설계 및 레이아웃 IC 설계토픽 및 사양결정 (프로젝트 제안) 제안하는 시스템 IC 구조선택
및 검증 해당 공정으로 회로설계 및 시뮬레이션 레이아웃 및 검증 (LVS, DRC, LPE 외)

21 시제품 IC 제작 및 패키징 (협력기업 : 삼성, SK 등) 측정 제외 한글논문 준비(석/박사논문, 보고서 연계)
연구 진행 과정 [3/4] 논문작성 및 측정 시제품 IC 제작 및 패키징 (협력기업 : 삼성, SK 등) 시제품 측정용 PCB 설계 및 제작 측정 제외 발표자료 (PPT) 준비 측정 제외 한글논문 준비(석/박사논문, 보고서 연계) 시제품 IC 사진촬영, 측정 및 성능 평가

22 논문 콘테스트 수상 등 개인 R&D 실적 및 경력관리
연구 진행 과정 [4/4] 논문발표 및 IP등록 논문발표, 특허 및 IP 등록/기술이전/판매 논문 콘테스트 수상 등 개인 R&D 실적 및 경력관리 &

23 101건 108건 122건 67건 IC 설계 연구실 실적 IC DESIGN LAB 국제저명논문 국내저명논문 특허 및 IP실적
각종 수상실적 67건 IC DESIGN LAB

24 제목 IC DESIGN LAB 수상 실적 SOGANG UNIVERSITY 2013
- 김민규, 제 1 회 반도체회로 설계기술 컨테스트 우수상 수상 [1994년 12월] - 이호영, 곽명보, 제 2 회 반도체회로 설계기술 컨테스트 장려상 수상 [1995년 12월] - 이승훈 (대학원생), 제 3 회 반도체회로 설계기술 컨테스트 우수상 수상 [1996년 11월] - 이승훈 교수, 대한전자공학회 및 해동전자기술재단의 해동논문상 수상 [1996년 12월] - 이재엽, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 우수상 수상 [1996년 12월] - 곽명보, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 장려상 수상 [1996년 12월] - 황성욱, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 우수상 수상 [1997년 12월] - 이강진, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 최우수상 수상 [1997년 12월] - 황성욱, 제 4 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 동상 수상 [1998년 03월] - 전병렬, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 장려상 수상 [1998년 12월] - 이진국, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 우수상 수상 [1998년 12월] - 이진국, 제 5 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 금상 수상 [1999년 02월] - 이승훈 교수, 삼성전자 제5회 휴먼테크 논문대상 수상 연구지도에 대한 감사장 수상 [1999년 02월] - 이승훈 교수, 연암 해외연구교수 선정 [1999년 06월] - 전영득, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 최우수상 수상 [1999년 12월] - 전영득, ASP-DAC 2000 Travel Grant Award [2000년 01월] - 이승훈 교수, IDEC 우수 Working Group상 수상 [2000년 02월] - 전영득, 제 6 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 장려상 수상 [2000년 02월] - 이승훈 교수, 한국반도체 산업협회 표창장 [2000년 08월] - Y. D. Jeon, J. S. Lee, and S. C. Lee, IEEE Student Paper Competition Second Place Award [2000년 08월] - 이승훈 교수, 대한전자공학회 학술상 수상 [2001년 11월] - 유상민, 오태환, 문정웅, 제 8 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 수상 금상 [2002년 02월] - 유상민, IEEE Region 10 Student Paper Contests, Seoul Section, 우수논문 [2002년 02월] - S. M. Yoo, Third Annual Young Inventors Awards, one of 12 finalists [2002년 11월] - 배현희, 윤진식, 이명진, 신은석, IDEC Conference BEST DESIGN AWARD 최우수 Design상 수상 [2003년 08월] - M. J. Lee, Y. J. Cho, and W. J. Bae, ISOCC Chip Design Contest, BEST DESIGN AWARD First Prize [2004년 10월] - S. W. Kim, Y. J. Cho, and K. H. Lee, 제 5 회 반도체배치설계 공모전 동상 수상 [2004년 11월] - B. H. Min, H. S. Chae, H. W. Park, and S. H. Lee, ISOCC 반도체 설계부문 BEST PAPER AWARD 수상 [2005년 10월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 교육자료 개발부문 최우수상 수상 [2005년 10월] - 조영재, 박용현, 채희성, 이승훈, 제 6 회 특허청 반도체설계공모전 은상(산자부장관상) 수상 [2005년 11월] - 민병한, 김영주, 사두환, 이승훈, 제 6 회 특허청 반도체설계공모전 동상(특허청장상) 수상 [2005년 11월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수 강의 자료 개발상 수상 [2006년 10월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수 참여교수상 수상 [2006년 10월] - 이경훈, 유시욱, 조영재, 제 7 회 특허청 반도체 설계공모전 특별상(한국발명진흥회장상) 수상 [2006년 12월] - 조영재, 김용우, 이경훈, 제 7 회 특허청 반도체 설계공모전 은상(산자부장관상) 수상 [2006년 12월] - 이승훈 교수, 삼성전자 System LSI 사업 연구개발과제의 성공 및 관련 우수인력 양성에 따른 감사패 수상 [2007년 01월] - 김영주, 유시욱, 김용우, 조영재, 제 13 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 은상 수상 [2007년 02월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력사업을 위한 교수연구부문 우수 참여교수상 수상 [2007년 10월] - 이승훈 교수, 해동 학술상 수상 [2007년 11월] 김영주, 이세원, 유필선, 제 8 회 특허청 반도체 설계공모전 동상(특허청장상) 수상 [2007년 11월] - 김용우, 이명환, 한재열, 제 8 회 특허청 반도체 설계공모전 특별상(한국반도체산업협회장상) 수상 [2007년 11월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수참여교수상 수상 [2008년 10월] - 이승훈 교수, 산학협력유공자 교육과학기술부 장관표창(상) 수상 [2008년 11월] - 이명환, 이동석, 김영주, 이승훈, 제 2 회 동부하이텍 IP 설계 공모전 우수상(Best Design Award) 수상 [2008년 11월] - 김영주, 김차동, 박범수, 제 9 회 대한민국 반도체설계대전 특별상(한국반도체산업협회장상) 수상 [2008년 12월] - 이승훈 교수, 서강대학교 발전 공로패 수상 [2008년 12월] - 이세원, 이경훈, 김영주, 박범수, 제 15 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 장려상 수상 [2009년 02월] - B. S. Park, S. H. Ji, M. H. Choi, K. H. Lee, G. C. Ahn, and S. H. Lee, IEEK Award 수상 [2009년 11월] - 윤근용, 지승학, 김영주, 제 10 회 대한민국 반도체설계대전 동상(특허청장상) 수상 [2009년 11월] - 이경훈, 김영주, 권이기, 황태호, 제 16 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 장려상 수상 [2010년 02월] - 박승재, 이경훈, 권이기, 이승훈, 제 3 회 동부하이텍 IP 설계 공모전 대상(Best Design Award) 수상 [2010년 03월] - 이경훈, 명성민, 제 5 회 페어차일드코리아반도체 논문공모전 동상 수상 [2010년 11월] - 최민호, 박혜림, 송정은, 제 11 회 대한민국 반도체설계대전 은상(교육과학기술부장관상) 수상 [2010년 12월] - 권이기, 구병우, 명성민, 제 11 회 대한민국 반도체설계대전 특별상(대한변리사회장상) 수상 [2010년 12월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 최우수참여교수상 수상 [2011년 10월] - D. H. Hwang, J. E. Song, S. P. Nam, H. J. Kim, T. J. An, K. S. Kim, and S. H. Lee, ISOCC Best Paper 수상 [2011년 11월] - 송정은, 황동현, 남상필, 박혜림, 제 12 회 대한민국 반도체설계대전 금상(국무총리상) 수상 [2011년 12월] - 명성민, 구병우, 김효진, 안태지, 제 12 회 대한민국 반도체설계대전 동상(특허청장상) 수상 [2011년 12월] - 남상필, 김용민, 황동현, 박준상, 이승훈, 제 5 회 동부하이텍 IP 설계 공모전 대상(Best Design Award) 수상 [2012년 07월] - 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수참여교수상 수상[2012년 10월] -D. H. Hwang, J. S. Park, H. S. Shim and S. H Lee, ISOCC Best Paper 수상 [2012년 11월] - 심현선, 신용진, 제 13 회 서강대학교 전자공학과 학술제 캡스톤디자인 금상 수상[2012년 11월] - 황동현, 남상필, 박준상, 제 13 회 대한민국 반도체설계대전 동상(특허청장상) 수상[2012년 12월] - 안태지, 조석희, 심현선, 제 14회 대한민국 반도체설계대전 은상 (산업통상자원부장상관) 수상[2013년 10월] - 김한결, 정종민, 조영세, 제 14 회 서강대학교 전자공학과 학술제 캡스톤디자인 은상 수상[2013년 11월]

25 < Specification > < Block Diagram >
IC 설계 연구실 IP 소개 [1/3] - A 11b 150MS/s 2.42mm2 46.8mW 0.13um CMOS Pipelined SAR A/D Converter < Layout > < Specification > < Block Diagram > Resolution 11bit Supply Voltage 1.2V Sampling Frequency 150MS/s Power Consumption 46.8mW DNL 0.31LSB INL 1.18LSB Input Voltage 1.6Vp-p Active Area 2.42mm2 Technology 0.13um

26 IC 설계 연구실 IP 소개 [1/3] - A 11b 150MS/s 2.42mm2 46.8mW 0.13um CMOS Pipelined SAR A/D Converter 2013년 제14회 대한민국 반도체설계대전 안태지, 조석희, 심현선, 2013년 10월 22일 은상 (산업통상자원부장관상), 수상내역 (부상 500만원)

27 < Specification > < Block Diagram >
IC 설계 연구실 IP 소개 [2/3] - A 12b 80MS/s 1.34mm2 20.9mW 0.11um CMOS A/D Converter < Layout > < Specification > < Block Diagram > Resolution 12bit Supply Voltage 1.1V Sampling Frequency 80MS/s Power Consumption 20.9mW DNL 0.56LSB INL 1.35LSB Input Voltage 1.0Vp-p Active Area 1.34mm2 Technology 0.11um

28 IC 설계 연구실 IP 소개 [2/3] 2012년 제13회 대한민국 반도체설계대전 황동현, 남상필, 박준상, 2012년 12월 11일 동상 (특허청장상), 수상내역 (부상 300만원) - A 12b 80MS/s 1.34mm2 20.9mW 0.11um CMOS A/D Converter

29 < Specification > < Block Diagram >
IC 설계 연구실 IP 소개 [3/3] - A 10b 10MS/s 0.26mm2 2.3mW 0.11um CMOS SAR A/D Converter < Specification > < Layout > < Block Diagram > Resolution 10bit Supply Voltage 1.2V Sampling Frequency 10MS/s Power Consumption 2.3mW DNL 1.03LSB INL 1.44LSB Input Voltage 1.2Vp-p Active Area 0.26mm2 Technology 0.11um

30 IC 설계 연구실 IP 소개 [3/3] - A 10b 10MS/s 0.26mm2 2.3mW 0.11um CMOS SAR A/D Converter 제5회 동부하이텍 IP 설계 공모전 남상필, 김용민, 황동현, 박준상, 이승훈, 2012년 7월 17일 대상 (Best Design Award), 수상내역 (부상 1000만원)

31 1 2 3 4 IC 설계 연구실 디자인프로젝트 주제선정 관련 내용 학습 설계 & 모의실험 학술제 참여 ▶ 시장 수요 조사
▶ IP 사양 결정 ▶ 구조 선택 및 검증 ▶ 관련 내용 학습 ▶ 자체 세미나 ▶ Tool 사용법 학습 ▶ 블록 설계 ▶ 설계 검증 ▶ 모의실험을 통한 결과 확인 ▶ 최종 점검 ▶ 학술제 발표

32 IC 설계 연구실 디자인프로젝트 3학년 4학년 2학년 관련 교과목 물리전자 II (3학년, 봄학기) 전자회로 I 전자회로 II
(3학년, 가을학기) 3학년 반도체 집적회로 및 설계 (4학년, 봄학기) VLSI 시스템 설계 (4학년, 가을학기) 4학년 디지털 회로 설계 (2학년, 봄학기) 물리전자 I (2학년, 가을학기) 2학년

33 MERIT II. The Older, The Better!
졸업생 진로 현황 서강대학교 전자공학과 집적회로설계 연구실 SK하이닉스, 매그나칩, 현대오트론, 동부HiTek (12% : 8명) 삼성전자 (32% : 22명) LG전자 (16% : 11명) MERIT I. 높은 외부 진입 장벽 MERIT II. The Older, The Better! 해외 진출 (13% : 9명) 대학 (3% : 2명) 연구소 (4% : 3명) 벤처기업 외 (20% : 14명)

34 IC 설계 연구실 워크샵 및 학회참여 관련 사진

35 IC 설계 연구실 ‘열정’과 ‘소신’ 있는 학생이라면 망설이지 말고 R관 905호로 오세요!! 이승훈 교수님 안태지(박사2)
박준상(박사1) 조석희(석사4) 심현선(석사3) 신용진(석사3) 이준협(석사3) 장우진(석사3) 김한결(석사1) 김형섭(석사1) 변재혁(석사1) 조영세(석사1) 정종민(석사1)

36 관련 홈페이지 및 연락처 집적회로설계 연구실 홈페이지 : ( ) AIPRC (지식경제부 지원 ITRC) 홈페이지: 서강대 전자공학과 : ( ) 학교 입시관련 홈페이지 : 문의사항 및 상담 연락처 : 교수 이승훈 팀장 박준상 특전 등록금 및 생활비 지원, 국내 및 해외 학회 참석지원 및 각종 인센티브 재원 : 각급 산학연 과제 장학금, BK21+, 한국 연구재단, ITRC 등 정부기관 장학금, 삼성전자, SK하이닉스, LG전자 트랙 프로그램, 각급 최상위권 벤처기업 장학금 삼성전략산학 프로그램 : 박사장학생 (1년 차부터 지원가능), 석사/박사연계 (2년 차부터 지원가능) (단, 병역미필은 전문연구요원 시험합격 조건) - 석사과정 LAB 지원금은 최근 3년 기준, 등록금 1-2배/년 수준 (기업장학금 별도) - 박사과정 LAB 지원금은 최근 3년 기준, 등록금 2-4배/년 수준 (기업장학금 별도)