【集成電路華為杯】第五屆中國研究生創(chuàng)芯大賽-艾為電子企業(yè)命題
賽題一?適用于5G n77頻段的可變增益低噪聲放大器
賽題背景
隨著5G技術(shù)的大規(guī)模商用，基于5G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)型號層出不窮。作為科技行業(yè)的整體趨勢，5G已毫無疑問成為 “兵家必爭之地”。2019年10月31日，我國三大運(yùn)營商中國移動、中國聯(lián)通和中國電信公布了5G商用套餐，并于11月1日正式上線了5G套餐資費(fèi)，這也標(biāo)志著我國正式進(jìn)入了5G商用時代。其中中國移動擁有n41和n79兩個5G頻段；中國電信和中國聯(lián)通則共享n78頻段：中國電信采用3400MHz-3500MHz，中國聯(lián)通則是3500MHz-3600MHz；而日本和歐洲運(yùn)營商所采用的主流頻段為n77頻段。對于移動設(shè)備而言，所兼容頻段越多，其使用范圍越廣。為滿足對國外主流n77頻段的兼容需求，現(xiàn)提出適用于5G n77頻段的可變增益低噪聲放大器題目。
描述及要求
請按照設(shè)計指標(biāo)，設(shè)計如下結(jié)構(gòu)帶有前置濾波器的可變增益低噪聲放大器，其中濾波器和LNA都需要用硅基工藝實(shí)現(xiàn)，濾波器不推薦用分立器件實(shí)現(xiàn)。題目實(shí)現(xiàn)方式方式建議如下：
1)兩顆Die封裝集成的方式，兩顆Die用金絲鍵合的方式鏈接，這里設(shè)定兩顆Die之間的鍵合金絲電感值為0.5n,Q為20。
2)整個題目可以用一顆Die實(shí)現(xiàn)，即為需要在一顆Die上面實(shí)現(xiàn)Filter和LNA的集成。
設(shè)計指標(biāo)：
工作頻帶：3.3~4.2GHz
工藝：不限（推薦90nm、65nm）
電源電壓：1.8V
穩(wěn)定性系數(shù)K：>1(0.1~10GHz)
輸入回波損耗S11: <= -8dB
輸出回波損耗S22：<= -10dB
封裝：不考慮封裝設(shè)計，如需用到鍵合線等可用理想模型替代。
不同增益檔位下，功耗、噪聲、輸入1dB壓縮點(diǎn)、輸入3階交調(diào)點(diǎn)指標(biāo)如下：
G2模式
G1模式
G0模式
軟硬件開發(fā)平臺
硬件平臺：無
軟件平臺：
電路仿真工具：Spectre，ADS，Momentum，HFSS等；
作品提交要求
1.需提供完整電路分析設(shè)計報告：
電路結(jié)構(gòu)分析
電路參數(shù)指標(biāo)分析及設(shè)計
電路后仿結(jié)果（路場仿真）
2.作品講解及展示PPT；
3.作品展示視頻。視頻時長不超過10分鐘，文件大小100MB以內(nèi)。
評審點(diǎn)
設(shè)計完整性 (40分)
是否包含所有要求模塊，該模塊是否可以完成對應(yīng)功能：
1）原理圖：LNA、模擬電路、濾波器（15分）
LNA、模擬電路和濾波器聯(lián)仿：前仿在指標(biāo)范圍內(nèi)，可得相關(guān)項(xiàng)滿分。結(jié)果誤差小于30%，得相關(guān)項(xiàng)一半。誤差大于30%，得0分。
2）EM：濾波器和LNA聯(lián)合EM仿真建立（20分）
EM版圖按照建模后版圖大小、信號流走向作為考核標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)仿bench按照建模的準(zhǔn)確性判斷。
3）Layout：版圖布局（5分）
性能（30分）
作品設(shè)計性能是否滿足指標(biāo)要求：
后仿結(jié)果三檔指標(biāo)都滿足要求得5分，只有G2/G1滿足得4分，G2/G0檔滿足得3分，G1/G0或者只有G2檔滿足得2分,只有G2/G1/G0中任意一項(xiàng)滿足得1分，都不滿足得0分。
1) 增益：5分
2) 噪聲系數(shù)：5分
3) 輸入輸出回波損耗：5分
4) 輸入P1dB：5分
5) IIP3：5分
6) ICQ：5分
除以上評分標(biāo)準(zhǔn)外，對于上面六個評分指標(biāo)可用以下FoMAW值來作為評估標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)oM值越高，說明性能越好。其中norm值為設(shè)計指標(biāo)中的Typical值，所計算FoMAW需體現(xiàn)在設(shè)計文檔與匯報PPT中（包含G2/G1/G0三個檔位）：
創(chuàng)新性（20分）
作品是否在設(shè)計中使用較為新穎設(shè)計或者使用較為新穎建模方式，使其模型更符合仿真結(jié)果。
可展示性（10分）
作品展示與匯報PPT重點(diǎn)突出、條理清晰。
賽題二?高壓高帶寬DC-DC BOOST設(shè)計
賽題背景
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，便攜式智能設(shè)備的功能越來越豐富，對于智能設(shè)備的供電電源DC-DC BOOST供電能力，負(fù)載跟蹤響應(yīng)速度，功耗和效率提出了較高的要求，另外，在多電源應(yīng)用中，為了防止電池系統(tǒng)異常，對于BOOST峰值限流電流精度提出了更高的要求，本課題著重設(shè)計高帶寬(快速負(fù)載跟蹤響應(yīng))、高精度峰值限流、高效BOOST。
描述及要求
電路：高壓高帶寬DC-DC BOOST
工藝：不限，推薦0.18um BCD 5V/16V 工藝
要求：
軟硬件開發(fā)平臺
硬件平臺：無
軟件平臺：
電路仿真工具：ModelSim, VCS, Spectre等；
建模工具：MATLAB，Python，Simplis等
作品提交要求
高壓高帶寬DC-DC BOOST需提供完整電路分析設(shè)計報告：ⅰ電路結(jié)構(gòu)分析 ii電路參數(shù)指標(biāo)分析及設(shè)計 iii電路仿真結(jié)果
作品講解及展示PPT。
作品展示視頻。視頻時長不超過10分鐘，文件大小100MB以內(nèi)。
評審點(diǎn)
設(shè)計完整性 (40分)
1）系統(tǒng)建模（15分）包括建模思路、建模結(jié)果等，若建模結(jié)果準(zhǔn)確度高，則評分相應(yīng)增加；
2）電路完整性（15分）要求：電路功能正常，至少包括BOOST電路（設(shè)計文檔與匯報PPT中需明顯體現(xiàn)Power管尺寸）；Bias和時鐘可以采用理想源，也可以自行搭建Bias、時鐘電路；電路完整性越高（包括Bias電路+時鐘電路+BOOST電路），得分會相應(yīng)提高。
3）仿真結(jié)果完整性（10分）仿真指標(biāo)盡可能全，題干要求的指標(biāo)項(xiàng)必須有仿真結(jié)果；盡可能覆蓋多的仿真條件，包含PVT等。
性能（30分）
除以上單項(xiàng)指標(biāo)考量外，需整體考慮帶寬、效率、峰值電流偏差、輸入電壓下限、靜態(tài)功耗五項(xiàng)指標(biāo)，整體性能計算公式如下，其中norm值為設(shè)計指標(biāo)中參考值，所計算FoMAW需體現(xiàn)在設(shè)計文檔與匯報PPT中：
創(chuàng)新性（20分）
作品是否在設(shè)計中使用較為新穎設(shè)計或者使用較為新穎建模方式，使其模型更符合仿真結(jié)果。
可展示性（10分）作品展示與匯報PPT重點(diǎn)突出、條理清晰。
附加項(xiàng)（20分）除以上百分制基本要求外，對版圖設(shè)計部分將額外給予附加分值：1）若能提交完整版圖以及后仿結(jié)果，則給予額外加分；（10分）2）若后仿結(jié)果能滿足題干要求，則本項(xiàng)得分會更高。（10分）
參考文獻(xiàn)
Under the Hood of a DC/DC Boost Converter Brian T. Lynch；
DC_DC開關(guān)變換器的建模分析與研究 歐陽長蓮 南京航空航天大學(xué)。
艾為電子企業(yè)命題專項(xiàng)獎設(shè)置
一等獎兩隊(duì)，獎金10 000元
二等獎四隊(duì)，獎金5 000元
艾為電子企業(yè)命題答疑郵箱
icic@awinic.com
了解艾為電子
艾為擁有超過二十年專注IC設(shè)計和管理經(jīng)驗(yàn)的核心團(tuán)隊(duì)，作為國內(nèi)智能手機(jī)中數(shù)模混合信號、模擬、射頻芯片產(chǎn)品的主要供應(yīng)商之一，由艾為電子自主研發(fā)的聲、光、電、射、手五大產(chǎn)品線，成立至今累計擁有六百余款自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外手機(jī)及IoT品牌終端。艾為電子曾連續(xù)多年獲評“十大中國IC設(shè)計公司”，艾為芯及艾為人的專業(yè)技術(shù)支持已獲得業(yè)內(nèi)各大客戶的高度認(rèn)可。未來，艾為電子將繼續(xù)保持初心，持續(xù)在針尖大的地方不斷超越，扎根本土、輻射全球，致力于打造“艾為芯·中國芯”這一堅(jiān)實(shí)可靠的品牌形象。
中國研究生創(chuàng)“芯”大賽簡介
中國研究生創(chuàng)“芯”大賽（簡稱“大賽”）由教育部學(xué)位管理與研究生教育司指導(dǎo)，中國學(xué)位與研究生教育學(xué)會（國家一級學(xué)會）、中國科協(xié)青少年科技中心主辦，清華海峽研究院作為秘書處。作為中國研究生創(chuàng)新實(shí)踐系列賽事之一，大賽聚焦國家戰(zhàn)略需求，助力國家急需、重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)。針對“卡脖子”領(lǐng)域，由院士領(lǐng)銜專家委員會、知名學(xué)者、企業(yè)高管擔(dān)任評委，是面向全國高等院校及科研院所在讀研究生的一項(xiàng)團(tuán)體性集成電路設(shè)計創(chuàng)意實(shí)踐活動。鼓勵辦好研究生創(chuàng)新實(shí)踐大賽”被寫入教育部、國家發(fā)展改革委、財政部《關(guān)于加快新時代研究生教育改革發(fā)展的意見》，研究生獲獎情況被研究生教育重要評估評審認(rèn)可。
賽事宗旨為：創(chuàng)芯、選星、育芯。
大賽面向中國大陸、港澳臺地區(qū)在讀研究生（碩士生和博士生，含留學(xué)生）和已獲得研究生入學(xué)資格的大四本科生（需提供學(xué)校保研、錄取證明）及國外高校在讀研究生。參賽隊(duì)伍可提交集成電路芯片設(shè)計相關(guān)創(chuàng)意、創(chuàng)新或創(chuàng)業(yè)作品。大賽分為兩級賽程：初賽和決賽。初賽分為自主命題和企業(yè)命題，評審采用網(wǎng)絡(luò)或會議評審的方式進(jìn)行,決賽為現(xiàn)場賽，采用答題、答辯及競演相結(jié)合的方式進(jìn)行。
2022年第五屆大賽將在杭州蕭山區(qū)舉辦，承辦方為浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心。決賽同期還將舉辦集成電路產(chǎn)業(yè)招聘會，集成電路學(xué)術(shù)論壇等活動，邀請來自學(xué)界及業(yè)界嘉賓分享經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)集成電路產(chǎn)學(xué)研融合及科技成果轉(zhuǎn)化，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)、加強(qiáng)人才供需對接。
