陕西省军民两用集成电路设计中心依托陕西国防科工委所属企业，开展以军品集成电路为主攻方向、兼顾有市场的民品集成电路的研制开发；研究xxxx设计技术，开发具有独立知识产权的IP芯核功能模块。中心已具备SUN工作站网络机房和国际流行的CADENCE集成电路设计软件包的EDA设计平台；拥有集成电路检测仪器及芯片解剖分析手段。主要研究方向如下。

（1）面向医疗物联网的无透镜成像智能化细胞片上检测系统关键技术

聚焦基于微流控的无透镜成像系统的关键科技问题，致力于研究无透镜成像系统细胞全息图像衍射重建和特征提取算法，及智能化医联网感算节点的SoC加速芯片。提出了基于双线阵的亚像素扫描成像方法，解决了由于细胞流速不准确导致的重构畸变问题，进一步提高了无透镜成像的分辨率。提出了一种基于记忆和黄金分割的快速自动聚焦算法和多焦距融合重建算法，显著提高了微流控芯片中的细胞焦距搜索速度，极大减少了多焦距融合重建的计算量。设计了集RISC-V CPU、多精度神经网络加速器、可配置全息成像加速器、可配置细粒度硬件加速器、可配置多端口存储阵列于一体的“边”侧低功耗可重构算法加速SoC芯片，加强了IoMT“边”侧设备的处理能力，突破了无透镜细胞成像系统在POCT领域应用化推进中的技术瓶颈，为创建细胞片上即时检测和移动诊断的感算一体终端设备提供了理论基础和技术支撑，为“云诊疗” 智能化医联网提供了性能强大的终端感算节点。

图1小型化无透镜衍射成像系统及“云-边-端”智能化医联网感算一体框架

（2）SiC MOSFET有源驱动与过流保护技术

与传统的Si基功率器件相比，SiC MOSFET的高开关速度带来的电气应力、开关振荡以及故障状态检测及保护等难题，使驱动和保护技术成为阻碍SiC MOSFET规模化应用的瓶颈之一。针对上述SiC MOSFET的关键问题，本中心从SiC MOSFET的开关等效电路模型、有源栅极驱动、快速短路保护以及全面的过载保护四个方面进行了理论和实验研究。基于SiC MOSFET硬开关电路结构，建立了SiC MOSFET关断过程的电压过冲和振荡模型以及开通过程的电流过冲电路模型，揭示SiC MOSFET开关过程中过冲和振荡的产生机理；基于建立的等效电路模型，提出了抑制SiC MOSFET电压电流过冲和振荡的有源栅极调控方法、快速过流保护、自适应过载保护和快速短路保护等关键技术，利用并搭建的实验平台验证了过流保护芯片的有效性。

图2 SiC MOSFET过流保护芯片和测试电路板

图3 SiC MOSFET过流保护测试原理和实验平台

（3）三维集成射频无源电路小型化关键技术及应用

聚焦射频前端集成电路小型化的卡脖子领域，基于三维异构集成技术，利用三维耦合矩阵和复用单元优化高阶补偿，构建了微米尺寸的滤波器、巴伦、垂直开关等三维集成功能模块，尺寸比现有模块减小了1~2个数量级，解决了三维电磁耦合建模、多模块一体化集成等科学难题；基于等效辐射源重构技术，实现了三维电路及关键互连线的电磁辐射场关联映射模型和精确解析表征，提出了三维互连阻抗匹配、重掺杂噪声屏蔽、PN结串扰隔离等信号完整性优化方法，解决了三维集成电路中高密度信号和噪声串扰之间矛盾的问题；提出了三维温度场分布模型、热应力-电参数漂移理论机制，建立了可靠性评估模型和安全间距设计准则，提出了与现有工艺兼容的高效能散热技术，低成本、高效率解决了硅通孔热膨胀系数失配问题，突破了三维高功率密度集成的散热瓶颈。

图4 芯片互连的方式（a）引线键合（b）倒装（c）三维TVS互连

（4）CMOS图像传感器芯片

致力于研究从设计、流片、封装到测试的全面自主可控智能集成化CIS研制平台，并通过国家重大科技专项的牵引，攻克了高端超大面阵辐射加固型CMOS图像传感器的多项关键技术，突破了高性能辐射加固低暗电流像元设计技术、低噪声高速高精度光电信号处理电路设计技术、时域与空域噪声抑制优化技术、面向先进拼接工艺的超大面阵设计等关键技术。解决了抗辐射低暗电流像元设计中的难点问题，实现了暗电流低于20pA/cm2，处于国际领先水平。成功研制的6400万像素与2.25亿像素CMOS图像传感器全流程国产化与自主可控高性能图像传感器，填补了国内在超大面阵高性能CMOS可见光图像传感器的空白，成果通过共建单位七七一研究所已经成功应用于星载高分对地观测、地基天文观测、战略性先导科技专项等一批重点工程项目。

图5 2.25亿像素CMOS数字集成化图像传感器

（5）集成电路可靠性

本中心长期关注集成电路可靠性问题，研发的多款静电保护电路/器件具有高鲁棒性、低漏电、低寄生电容等优势，解决了复杂电源域、正负信号端口、静电/浪涌协同保护等难题。研究MOS器件的电热退化现象、NBTI、HCI效应及其对栅氧化层的影响，揭示性能衰退机制，助力新材料研发与工艺优化。研究硅基快软恢复二极管、SGT-MOSFET、IGBT、IGCT和碳化硅MOSFET过应力条件（双脉冲、雪崩、浪涌以及短路等）下的鲁棒性与可靠性研究。多项成果应用于企业产品，为高端芯片的自主可控提供了理论基础和技术支撑。

图6 传输线脉冲（TLP）测试平台和高鲁棒性静电防护电路