Welcome to IC Design Lab

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1 Welcome to IC Design Lab
2009년 3월 현재 T : (교수 이승훈, 팀장 김영주)

2 집적회로 (IC)의 필요성 및 배경 ■ 8억 개 이상의 트랜지스터로 구성된 Quad Core Processor를 만들 경우 :
개별 트랜지스터를 이용 집적회로를 이용 예시 Intel core i7 Extreme 965 제작시간 약 24억*10초 (접합점*납땜시간) = 약 780년 공정 자동화에 의해 대량생산가능 제작시간은 1 - 2개월 면적 0.25cm2(트랜지스터 개당 면적) * 8억 하나의 칩 (약 85mm2) 가격 50원(트랜지스터 개당 가격) * 8억= 400억원 1,500,000원 VS ■ 그 외의 집적회로의 장점: 기기의 소형화, 저렴한 가격, 우수한 신뢰성, 기능의 확장

3 집적회로 (IC), System-on-a-Chip (SoC) 응용분야
Networking Communication Mobiles Graphics Consumer “Low Cost” “High Speed” “Low Power” “Reliability” SoC Analog Digital Analog Real world A/D converter Digital Signal Processor D/A converter Human

4 System-on-a-Chip (SoC)
● Logic : CPU, DSP ● MEMORY : SRAM, Flash , ROM, EPROM, FeRAM, MRAM, DRAM ● Analog (FILTERS, ADC, DAC, PLL, SENSOR) ● CMOS RF ● Embedded FPGA ● MEMS ● Optoelectronic Function Impossible without IC

5 아날로그/디지털 (혼성모드) 집적회로 응용 사례 (1/2)
■ Applications to Capsule Endoscope ( 내시경 ) * 2-picture/sec and Max. 50000 pictures possible * CMOS image sensor using high performance and small-sized A/D converter

6 아날로그/디지털 (혼성모드) 집적회로 응용 사례 (2/2)
■ Application for Wireless Communication Analog Digital LNA : Low Noise Amplifier PA : Power Amplifier SYN : Synthesizer ADC : Analog-to-Digital Converter DAC : Digital-to-Analog Converter DSP : Digital Signal Processor LNA ADC DSP PA DAC SYN ● 입출력 : 수 GHz의 RF (Radio Frequency) 신호 ● 기 능 : - RF 수신 신호를 디지탈 신호로 변환 및 처리 - 디지탈 정보를 RF 신호로 변환하여 송신

7 HIGH-SPEED & RESOLUTION ADC APPLICATIONS
Set-top boxes IF and baseband communications Scanners Camcorder LCD display systems RGB video systems Gigabit ethernet Video digitizing Disk-drive control High speed digital communication CCD imaging Digitization Telecommunications and digital video applications Fax machine HDTV Medical imaging Digital communication Radar systems Code conversion for flat panel display High energy physics Instrumentation Automatic test equipment Wireless communication Low amplitude signal Communication XDSL Digital receivers UWB Wireless infrastructure Highly integrated communication Phased array antenna system Wi-Max Digital oscilloscopes Battery-powered instruments High speed modem, Broadband wireless Communication subsystems Cellular base station receiver Secure communication Multichannel /Multimode receiver Broadband communication Digital beam Test equipment Cable modem Digital oscilloscope Direct RF downconverter Digital read-channel system for DVD SOC Cable head-end Receiver Radar and satellite subsystem Ultrasound equipment WCDMA/TD-SCDMA/GSM Software define radio HD video QAM/QPSK Electro-optics Video processing Dgital TV MRI Multicarrier/Multimode cellular Spectrum analysis 16 14 12 RESOLUTION [bit] 10 8 6 SPEED [MSample/s]

8 CURRENT STATUS OF ADC R&D
: 서강대학교 IC Lab 성과 (eeic7.sogang.ac.kr) [’00] 20 JSSC ISSCC CICC VLSI Symp. ISCAS APPCAS Sogang U. [’97] [’05] [’08] 16 [’03] [’03] [’04] [’07] [’97] [’04] [’01] [’09] [’93] [’96] [’01] [’01] [’06] [’08] [’08] 14 [’06] [’06] [’04] [’03] [’04] [’07] [’04] [’04] [’00] [’00] [’07] [’04] [’99] [’03] [’06] [’06] [’08] [’06] [’96] [’00] [’97] [’03] [’04] [’08] [’97] [’08] 12 [’08] [’03] [’00] [’96] [’04] [’06] [’01] [’08] [’08] [’06] [’08] [’06] [’06] RESOLUTION [bit] [’08] [’05] [’03] [’03] [’05] [’03] [’97] [’08] [’06] [’03] [’05] [’03] [’00] [’01] [’06] [’09] 10 [’03] [’96] [’94] [’06] [’99] [’97] [’07] [’04] [’01] [’02] [’04] [’02] [’06] [’04] [‘06] [’07] [’97] [’01] [’06] [’96] [’04] [’99] [’04] [’01] [’02] [’05] [’05] [’08] 8 [’03] [’07] [’00] [’94] [’00] [’03] [’95] [’04] [’07] [’03] [’06] [’09] [’03] [’00] [’02] [’04] [’03] 6 [’02] [’03] [’06] [’06] [’01] [’06] [’08] [’03] [’03] [’07] [’07] [’07] [’06] 4 0.25 1 40 80 120 160 200 500 1600 2000 20000 SPEED [MSample/s]

9 IC 설계체계 및 발표논문 연계과정 이론 습득 설계 및 레이아웃 논문작성 및 측정 등록/기술이전/판매 논문 콘테스트 수상
세미나/ 강의/ 논문을 통한 IC설계 기본이론 습득 1:1 툴 교육 및 R&D 기본지식 습득 이론 습득 제안하는 시스템 IC 구조선택 및 결정, 검증 해당 공정으로 회로 설계 및 시뮬레이션 레이아웃 및 검증 (LVS, DRC, ERC 외) IC 설계 토픽 및 사양 결정 (프로젝트 제안) 설계 및 레이아웃 시제품 측정용 PCB 설계, 제작 측정 제외 발표자료 (PPT) 준비 한글논문 준비 (석/박사논문, 보고서 연계) 시제품 IC 사진 촬영, 확보 및 측정, 성능 평가 시제품 IC 제작 및 패키징 (협력기업) 논문작성 및 측정 논문발표, 특허 및 IP 등록/기술이전/판매 논문 콘테스트 수상 등 개인 R&D 실적 논문발표 및 IP등록

10 SHA MDAC1 A 0.31pJ/conv-step 12b 100MS/s 0.13um CMOS ADC DCL MDAC2
[2008년 11월 동부하이텍 IP 설계공모전 수상] Digital Power SHA IVREF MDAC2 MDAC1 CLOCK FLASH1 MDAC3 FLASH2 FLASH3 FLASH4 DCL CML D Latch References DUT Input 0.91mm Digital Out Analog Power Digital Power 1.34mm < Active Area : 1.22mm2 >

11 A 12b 200MS/s 65nm CMOS A/D Converter
<FFT PLOT> [2008년 12월 대한민국 반도체설계대전 수상] fin = 4.2MHz fs = 160MHz (1/4fs, 4096 FFT) SNDR=58.50dB 80MHz input) SFDR=76.00dB 80MHz input) IVREF CLK DCL MDAC3 MDAC2 MDAC1 SHA AMP1 AMP2,3 F1 F2 F3 F4 0.73mm <SNDR & SFDR> 0.99mm <DNL & INL> SFDR SNDR 77.49 75.39 77.96 75.04 76.00 71.24 -0.61~0.69 67.84 58.98 58.76 58.69 58.72 58.50 55.16 53.06 FoM : 150MHz FoM : 160MHz -1.00~0.94

12 < Active Area : 0.80mm2 >
A 10b 100MS/s 27.2mW 0.8mm2 0.18um CMOS ADC [2009년 2월 삼성 휴먼테크 논문상 수상] -0.83 LSB ≤ DNL ≤ LSB 1.0 DNL[LSB/10b] -1.0 CODE 1023 0.74mm -1.52 LSB ≤ INL ≤ LSB 2.0 INL[LSB/10b] -2.0 CODE 1023 1.08mm < Active Area : 0.80mm2 >

13 SELECTED PROJECTS, AWARDS
# SELECTED PROJECTS, AWARDS 1 "연구실 대학원 재학생 수상실적," -> 학과소개 -> 교육/연구실적 -> 학생실적보기 2 "0.25um 8b 220MHz & 0.18um 8b 240MS/s & 10b 100MS/s CMOS ADCs," ED Tech, – 3 "11bits 70 MHz ADC Development," Berkana Wireless, US, 4 "8b 208 MS/s ADC for DVD & 10b MHz ADC IP for SoCs," LG Electronics, 5 "CMOS Image Sensor Signal Processor : AFE Chip," Mtekvision, 6 "Ultra High-Resolution High-Speed Low-Power CMOS ADCs," Samsung Electronics, – 7 "Advanced Core IP / Platform Development," MSI, MINR, – 8 "6b 1Gbps, 10b 25MS/s Low-Power Data Converters for UWB and DMB," ETRI, KETI, – 9 "12b-14b High-Density Algorithmic ADC for Digital Amp & MEMS," Pulsus, MIC, SML, – 10 “10b-12b Low-Power High-Density 45nm-65nm CMOS ADC," Samsung Electronics, – 11 “DAC and Analog Circuit Design for LTPS LDI," Samsung Electronics, – 12 "LP HS HR ADCs & AFE," (1) Gov., (2) ETRI, (3) LGE, Samsung, Dongbu, Magna, (4) BK21 etc,

14 2009년 4월 현재 졸업생 진로 현황/ IC 분야 장점 해외 진출 (12명)
MERIT I : 높은 외부 진입 장벽 MERIT II : The Older, The Better! 해외 진출 (12명) Out-going Model LG전자 (9명) 서강대학교 전자공학과 IC설계연구실 대학 (3명) 연구소 (2명) 삼성전자 (8명) 하이닉스반도체 매그나칩 (5명) 벤처기업 외 (18명)

15 대학원 진학 후 장학금, 학업, 취업 등 미래 비전 ■ 석사/박사과정 : (졸업 후 -> 국내기업, 대학, 연구소, 해외진출, 창업) - 입학 후, 일반 / 지정 산학대여장학금 (삼성, LG, 하이닉스, 각급 벤처기업) - 석사과정 LAB 장학금은 추가 지원 (최근 3년 기준, 등록금 1-2배/년 수준) - 박사과정 LAB 장학금은 추가 지원 (최근 3년 기준, 등록금 2-4배/년 수준) ■ 재학 중 우수 논문 및 연구 도출한 석사 및 박사 졸업생들의 주요 사례 : - 재학 중 논문으로 각종 설계대회 수상, 병력특례, 기업의 산학장학생 선정 - 졸업 시 특정기업의 석사장학금 일부 소급 지원 외 해외 진출에 매우 유리 - RA + fellowship 혹은 해당 기업지원으로 미국대학 및 서강대 박사진학 ■ 각종 산학 장학금, 하이닉스/삼성전자 반도체 트랙 프로그램 장학금 BK21 국가 장학금, 프로젝트 인건비, 외부기관 장학금 등 다중 지원 - 특히 매년 삼성전자, 하이닉스 후원의 반도체트랙 프로그램 최종지원이 확정된 학부 학생은 본교 대학원 진학 시, 연구실 장학금과 별도로 해당 기업에서 지원 - 또는 공고 내용 참조