从ISSCC 2024，洞察未来技术趋势

2023-11-21 09:04

今日，ISSCC 2024中国区发布会在深圳举办。

ISSCC (International Solid-State Circuits Conference) 国际固态电路会议由IEEE固态电路学会 (SSCS) 举办，是世界学术界和工业界公认的集成电路设计领域最高级别会议，被认为是集成电路设计领域的 “芯片奥林匹克大会”。ISSCC自1953年创办以来，也是各时期国际上最顶尖固态电路技术最先发表之地。

历史上，许多重要的发明和创新，如世界上第一个集成模拟放大器芯片、第一个8位微处理器芯片、第一个32位微处理器芯片、第一个1Gb内存DRAM芯片以及第一个多核处理器芯片，都是在ISSCC上首次公开披露的。

ISSCC 2024整体情况

从投稿数量来看，今年投稿论文为873篇，录用文章为234篇，录用比例达到26.8%。ISSCC 国际技术委员会委员及远东区主席，澳门大学罗文基教授表示，过去五六年投稿数量都在600份左右，今年突然变成了800多份，可见业界的关注和认可。

从论文录用的领域分布来看，近两年来，模拟电路大概占比6-8%左右，电源管理今年的投稿数量较多，录用比率提升到14%，其他领域占比比率都较为稳定，除去电源管理占比较高外，存储器、影像/微机电/医疗/显示也占比达到12%。

从论文的录用地区分布情况来看，欧洲、北美、远东三个区在2024年都比之前的数量有所提升。远东区从2021年到2024年有急速上升的趋势，今年达到148篇。

具体到国家和地区方面，远东区主要是8个地方，韩国、日本、新加坡、印度、中国大陆、中国台湾、中国澳门、中国香港；北美主要是美国、加拿大；欧洲去年收录8个国家，今年则增加3个，达到11个国家，涵盖荷兰、比利时、挪威、法国、意大利、爱尔兰、阿联酋、瑞士、德国、以色列、英国。

这是另一个层面对于录用论文地区分布的统计，可以看到远东区的文章情况占比已经超过60%，这是一个非常好的成绩。

从企业、高校、科研机构的分布情况来看，参与企业数量达到23篇，企业分别为：Samsung Electronics, Intel, TSMC, MediaTek, Marvell, SK Hynix, Analog Devices, Renesas Electronics, AMD, Rebellions, Vango Technologies, Novelda, Synopsys, Texas Instruments, Micron Technology, IBM, Qualcomm, Nvidia, Nippon Telegraph and Telephone, Broadcom, CSEM, Murata, NXP Semiconductors。值得一提的是，中国企业万高科技（杭州）发布了1篇。

研究院为5家，高校为65家，其中提交超过2篇文章的高校数量达到33家。中国被录入论文的研究院和高校分别为中国科学院、澳门大学、清华大学、东南大学、北京大学、南科大、中科大、电子科技大学、香港中文大学（深圳）、浙江大学。

远东地区的优势领域来看，远东地区占比超过75%的session，主要集中在模拟电路、混合式数模转换、射频至毫米波振荡器和乘法器、存内计算等方面都占优势。

2024年论文数量增加主要是在远东区，远东区特别是我国，主要参与是高校，也就是说相对来说学术文章的接受率会比较高。工业界和学术界的论文比率来看，2012年工业界和学术界的占比基本是五五分，近两年来比例则变为三七左右。最近受到疫情的关系，整个业界的参与度没有之前这么高。

罗教授介绍到，虽然现在企业的投稿数量变少了，但是企业、高校合作的论文数量是有所增加的。

从中国区情况来看，今年中国大陆、香港、澳门地区加起来总共有69篇论文入选，韩国也创下新高达到49篇，中国台湾地区有17篇，日本只有11篇。

具体到国内的收录篇数共为69篇，分别为：澳门大学收录篇数为14篇、清华大学13篇、东南大学6篇、北京大学5篇、中科大5篇、南科大5篇、电子科大4篇、复旦大学3篇、浙江大学2篇、港中大（深圳）2篇、中科院微电子所2篇、中科院半导体所1篇、西安交大1篇、华东师范1篇、上海交大1篇、中山大学1篇、北京理工大学1篇、同济大学1篇、万高科技（杭州）1篇。

从上图可以进一步看到从2019年至今各细分领域收录论文的分布变化。

罗教授进一步介绍，从数量上看中国内地+香港+澳门的论文收录已经涵盖全部技术领域，并且收录文章数量持续上涨，第一隶属机构数量也在持续提升。中国参与ISSCC的机构数量每年都在增长，今年的机构数量增长到19家，这也是非常大的提升。

ISSCC 2024论文趋势

复旦大学徐鸿涛教授，对无线通讯技术进行了亮点介绍。本次提交论文77篇，接收论文19篇。学术界16篇、工业界3篇。中国方面有8篇，分别是复旦2篇、电子科技大学2篇、澳门大学1篇、浙江大学1篇、东南大学1篇、华东师范/上海交通大学1篇。

其中高性能收发器的亮点文章，是三星的一种三频双并发Fi 802.11be收发器，在7.1GHz频率下实现4K-QAM 320MHz信号。

无线射频和毫米波接收器技术的亮点文章有1篇，具体如下。

Energy-Efficient Connectivity Radios的亮点文章有2篇，具体如下。

D-Band/Sub-THz Transmitters and Sensors的亮点文章有1篇，具体如下。

澳门大学罗文基教授，对模拟电路进行了亮点介绍。模拟技术方面，远东区有8篇，其中澳门1篇、中国大陆3篇、韩国2篇、日本1篇，中国台湾1篇。欧洲区有2篇。Audio Amplifiers方面远东区有两篇，欧洲有2篇。可以看到所有的论文都来自远东区和欧洲区，所有的工业界论文都来自远东区。

模拟器的最新进展包括：高性能电流基准源；深度标度温度传感器；高能效的精密频率基准；可扩展的高性能传感器接口；一种适用于大规模CMOS节点的新型自举开关结构；先进的D类和H类音频放大器。亮点论文如下。

东南大学杨军教授，对存储器进行了亮点介绍。在存储方面，远东地区拥有优势，全部论文来自远东区 (25篇）和北美 (3篇），中国大陆论文7篇。

杨军介绍道，Session 13高密度存储器和接口，主要是DRAM和FLASH，其中全在远东区。以往中国内地没有论文，今年有了第一篇。Session 15嵌入式存储器与计算，SRAM、RRAM等论文，远东区有6篇，欧洲有3篇。其中远东区分别是中国大陆1篇、中国台湾2篇、韩国1篇，日本2篇。Session 34 存内计算，9篇论文全是在远东，中国大陆5篇，中国台湾3篇，日本1篇。

存储器电路趋势方面，由于在深度学习 (DL) 和机器学习 (ML) 人工智能 (AI) 系统中的使用，对高速、高密度和低能耗存储器系统的需求持续增长。最新进展包括：GDDR7的第一代，使用PAM3信号，37Gb/s；HBM3E在高密度和高带宽方面的创新；内存计算（CIM）的性能在不断提高（浮点运算、机器运算、混合域计算）。

高密度存储有4篇亮点文章，具体如下。

嵌入式存储器与计算的亮点文章有2篇，具体如下。

存内计算的亮点文章有2篇，具体如下。

澳门大学路延副教授，对前瞻技术领域进行了亮点介绍。本次总共收录22篇，信息和电源用电磁接口IC方面同济大学有1篇，新兴传感与计算技术方面澳门大学有1篇，量子技术集成电路方面清华大学有1篇。

亮点文章如下。

清华大学邓伟副教授，对射频电路进行了亮点介绍。论文95篇，共收到24篇。录取率在25.3%，比较低。远东区有10篇来自中国，其中清华大学 2篇，东南大学2篇，北京理工大学1篇，澳门大学 1篇，西安交通大学1篇，香港中文大学1篇。3篇来自韩国、2篇来自日本。

Frequency Synthesizer方面亮点文章如下。

RF to mm-Wave Oscillators and Multipliers亮点文章如下。

Power Amplification and Signal Generation亮点文章如下。

澳门大学殷俊副教授，对数据转换器领域进行了亮点介绍。数据转换器收录论文共14篇，收录率达到22.6%。数据转换器方面是远东地区的优势项目，今年超过半数论文 (10篇）来自远东区。

数据转换器趋势方面，数据转换器的主要挑战一直是能源效率，同时提供所需的带宽和信号保真度随着新架构和技术的引入，不断努力推动能源效率的界限。混合流水线模数转换器在提供宽带宽和高分辨率方面取得了成功，它采用不同的技术使中间级放大器具有稳定的PVT、精确和低功耗。高速和时间交织架构更倾向于基于时间的量化和更有效的失配调优技术。

SAR and Noise Shaping ADCs 的亮点论文有3篇，具体如下。

High-Speed Analog-to-Digital Converters的亮点论文有2篇，具体如下。

罗文基教授对图像、MEMS、医疗和显示领域进行了亮点介绍。IMMD模拟总共收录27篇论文。远东区有18篇，欧洲3篇，北美6篇，大部分文章来自学术界。各种模拟技术的最新进展包括：空气通道成像神经接口的构建模块；传感器级机器学习芯片；基于SPAD的ToF传感器，具有高质量深度和硬件优化；用于移动显示器的更精确、更快速的驱动器和传感器；体内可穿戴和体内可植入系统。

lmagers and Uitrasound方面亮点论文有两篇，具体如下。

Display and User Interaction Technologies方面亮点论文有1篇，具体如下。

Intelligent Neural Interfaces and Sensing Systems方面亮点论文如下。

总体来看，IMMD的发展趋势。一方面，具有改进的复杂性和准确性的生物医学电路和系统，以及创新的无线通信和功率遥测技术，通过减少通信功率开销和提高链路效率来延长系统寿命；另一方面，传感器内计算芯片不断创新传感应用，CMOS图像传感器实现了0.5um的创纪录间距，SPAD传感器在深度质量和硬件优化方面持续进步。此外，还有用于高性能移动显示器的具有高刷新率的小型源驱动IC。

中国科学技术大学程林教授，对电源管理领域进行了亮点介绍。电源管理领域破纪录的达到115篇，接收33篇，接受率超过28.7%。远东区占比较大的优势有26篇，澳门大学6篇、中科大5篇、南科大2篇、港中文（深圳）1篇、中山大学1篇。学术界有30篇，工业界有3篇。

Hybrid DC-DC Converters方面有2篇亮点论文，分别来自中科大和KAIST，技术亮点如下。

无线充电方面有2篇亮点论文，分别来自中科大和澳门大学，技术亮点如下。

高密度电源管理方面有1篇亮点论文，来自中科大，技术亮点如下。

Power Converter Techniques方面有2篇亮点论文，分别来自中科大和台湾交通大学，技术亮点如下。

总而言之，混合拓扑结构和控制技术的创新继续推动着紧凑的外形、高效的功率转换和快速的瞬态响应。许多这样的设计是为无缝电压模式转换、宽输入/输出范围和快速动态电压缩放而设计的。许多努力集中在减少功率开关上的电感器电流和电压应力上。

无线功率传输（WPT）：增加WPT系统的传输功率可以提高设备的充电速度，这在便携式电子设备中尤为重要，而提高系统效率和负载调节是评估WPT系统至关重要的指标。

集成电压调节器（IVR）：为下一代计算需求展示了更高的电流/功率密度、更高的效率和更快的瞬态响应。创新的拓扑结构将高输入电压和大转换比与较小的电感器、全单片SC拓扑结构以及基于小芯片的高电流稳压器与封装嵌入式磁电感器相结合，是实现高功率密度的一些努力。

其他关注领域包括能源收集、汽车、包络跟踪、离线转换器和高压电动汽车充电器。更高的功率效率和更高的集成度仍然是核心目标。

路延副教授对于数字电路、架构与系统领域进行了亮点介绍。处理器和通信SoC有8篇，东南大学有1篇，4篇来自远东、4篇来自北美；数字电路方面，远东地区有6篇，有东南大学、清华大学、电子科大；机器学习方面，7篇来自远东区，其中1篇来自清华大学；特定领域的计算和数字加速器方面，有3篇来自远东区，其中2篇来自北京大学。

处理器和通信SoC方面有4篇亮点论文，分别来自台湾大学、联发科、AMD和英特尔，技术亮点如下。