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晶上系统:设计、集成及应用
刘冠东;王伟豪;万智泉;段元星;张坤;李洁;戚定定;王传智;李顺斌;邓庆文;张汝云
晶上系统（SoW）是近年来兴起的一种晶圆级超大规模集成技术。SoW是在整个晶圆上集成多个同构同质或异构异质的芯粒，并且芯粒相互连接组成具有协同工作能力的晶圆级系统，是后摩尔时代进一步提升系统性能的有效技术方案。总结了SoW技术近年来的主要研究进展，对系统架构、网络拓扑、仿真建模、供电和散热等关键技术进行了介绍，并对SoW技术的发展和应用前景进行了展望。
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刘冠东;王伟豪;万智泉;段元星;张坤;李洁;戚定定;王传智;李顺斌;邓庆文;张汝云. 晶上系统:设计、集成及应用[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80201-.
LIU Guandong, WANG Weihao, WAN Zhiquan, DUAN Yuanxing, ZHANG Kun, LI Jie, QI Dingding, WANG Chuanzhi, LI Shunbin, DENG Qingwen, ZHANG Ruyun. System-on-Wafer: Design, Integration, and Applications[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80201-.
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基于晶圆级封装PDK的微带发夹型滤波器设计
孙莹;周立彦;王剑峰;许吉;明雪飞;王波
基于中国电子科技集团公司第58研究所的晶圆级封装工艺及其工艺设计套件（PDK），完成了多款通带范围在20~68 GHz的5阶微带发夹型滤波器的设计和优化。首先，根据平行耦合滤波器的基础理论，计算发夹型滤波器的特征尺寸；其次，调用PDK中的衬底和元件模型实现滤波器的快速建模和参数优化；最后，采用多层再布线工艺对设计出的发夹型滤波器进行加工。实测结果和仿真结果具有较高的一致性，验证了该款晶圆级封装PDK的应用价值，能够为无源滤波器集成设计提供新的工具选择。
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孙莹;周立彦;王剑峰;许吉;明雪飞;王波. 基于晶圆级封装PDK的微带发夹型滤波器设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80202-.
SUN Ying, ZHOU Liyan, WANG Jianfeng, XU Ji, MING Xuefei,WANG Bo. Design of Microstrip Hairpin Filter Based on Wafer Level Packaging PDK[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80202-.
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基于STM32H7的ADC静态参数测量系统设计
丁光洲;高宁;徐晴昊;徐忆;李辉
国内的数字电源已经成为电源类芯片中不可或缺的产品，其内部反馈控制回路中的模数转换器（ADC）芯片精度直接影响整个电源输出的精度和稳定性。ADC静态参数——积分非线性（INL）与微分非线性（DNL）——是评价ADC精度的重要指标，目前国内针对数字电源中ADC的静态参数测试的设备操作复杂、成本高，缺乏相应的灵活性，因此设计一种低成本、易操作的静态参数测试系统尤为重要。设计了一种基于STM32H7的ADC静态参数测试系统，通过试验验证了测试系统的准确性和可行性。
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丁光洲;高宁;徐晴昊;徐忆;李辉. 基于STM32H7的ADC静态参数测量系统设计[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80203-.
DING Guangzhou, GAO Ning, XU Qinghao, XU Yi, LI Hui. STM32H7-Based ADC Static Parameter Measurement System Design[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80203-.
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一种蝶形封装多路光收发模块可靠性评价与应用研究
王亚男;张洪伟;王文炎;常明超
介绍了1种蝶形气密封装4路并行光收发一体模块的工作原理，针对高可靠应用开展了可靠性评价方法研究。通过评价光模块的平均发射光功率、消光比、接收灵敏度的温度特性，以及接收灵敏度与传输速率的关系等特性，结合寿命考核及应用适应性评价得出了该模块应用的边界条件，并研究了满足高可靠应用的高速数据传输的典型应用方法，提供了典型的应用电路设计、控制程序设计以及模块装联方式，为高可靠应用系统的大容量高速数据传输提供了1种新的方法。
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王亚男;张洪伟;王文炎;常明超. 一种蝶形封装多路光收发模块可靠性评价与应用研究[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80204-.
WANG Ya’nan, ZHANG Hongwei, WANG Wenyan, CHANG Mingchao. Reliability Evaluation and Application Research of a Butterfly Shaped Packaging Multi-Channel Optical Transceiver Module[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80204-.
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铝焊盘镀钯铜丝多焊球脱焊失效的电化学评价
徐艳博;王志杰;刘美;孙志美;牛继勇
研究铝焊盘的镀钯铜丝（PCC）焊点的多焊球脱焊（MLB）失效过程，对提高产品的可靠性至关重要。利用电化学方法测定了在不同氯离子浓度、pH值和铜暴露面积等条件下电极的腐蚀电流，以表征铝及其金属间化合物（IMC）的腐蚀速率。结果表明，氯离子可以改变阳极极化率，从而影响腐蚀电流；pH值的变化可以改变阴极极化率，从而影响腐蚀电流。钯作为铜丝的保护层，在镀层分布不均或参数选择不当的条件下，与暴露的铜表面形成腐蚀电偶，导致铝及其IMC成为牺牲阳极并被腐蚀。
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徐艳博;王志杰;刘美;孙志美;牛继勇. 铝焊盘镀钯铜丝多焊球脱焊失效的电化学评价[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80205-.
XU Yanbo, WANG Zhijie, LIU Mei, SUN Zhimei, NIU Jiyong. Electrochemical Evaluation of Multi-Ball Desoldering Failure with Palladium-Plated Copper Wire Solder Balls on Aluminum Pads[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80205-.
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PBGA焊点形态对疲劳寿命的影响*
张威;刘坤鹏;张沄渲;于沐瀛;王尚;田艳红
通过Surface Evolver软件预测了塑料球栅阵列（PBGA）焊点形态，将焊点形态结果导入Ansys软件中进行-55~125 ℃热循环仿真实验，通过Coffin-Masson模型预测焊点寿命。选取焊点钎料量、焊点高度、下焊盘直径作为影响焊点寿命的主要因素进行了3因素3水平正交实验，通过均值响应分析得到了影响凸点寿命的最敏感因素及最优形态尺寸组合。结果表明对焊点寿命影响最大的因素为下焊盘半径，其次是钎料量，最后是焊点高度，且上下等大的焊盘具有较好的可靠性。
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张威;刘坤鹏;张沄渲;于沐瀛;王尚;田艳红. PBGA焊点形态对疲劳寿命的影响*[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80206-.
ZHANG Wei, LIU Kunpeng, ZHANG Yunxuan, YU Muying, WANG Shang, TIAN Yanhong. Effect of PBGA Solder Joint Morphology on Fatigue Life[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80206-.
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混合集成电路元器件的黏接渗胶问题研究
韩文静;冯春苗;刘发;袁海
混合集成电路通过黏接剂实现元器件与基板的连接。但该过程中存在渗胶问题，即黏接剂中的相关组分溢流至引线框架的键合区，导致键合丝的键合强度下降或无法键合，从而引起电路连接问题。研究厚膜多层基板和白陶瓷基板在黏接工艺中的渗胶问题，揭示了渗胶现象与残留在气相清洗液中的助焊剂之间的关联规律，并提出了1种能够有效改善黏接剂渗胶程度的工艺措施，进而解决混合集成电路黏接工艺的渗胶问题。
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韩文静;冯春苗;刘发;袁海. 混合集成电路元器件的黏接渗胶问题研究[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80207-.
HAN Wenjing, FENG Chunmiao, LIU Fa, YUAN Hai. Study on Adhesive Penetration of Hybrid Integrated Circuit Components[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80207-.
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基于能量最小化的CCGA焊点形态仿真研究*
张威;刘坤鹏;王宏;杭春进;王尚;田艳红
为了确定某陶瓷柱栅阵列（CCGA）器件实现高焊接可靠性时的工艺参数组合范围，并研究焊点形态随不同参数变化的规律，以钎料润湿角、钎料体积以及焊柱偏移量作为关键变量因素，利用基于能量最小化原理的Surface Evolver软件，计算了不同因素水平组合下的实际焊点形态，并对参数化建模过程进行了详细介绍。通过对比形态结果与焊点可接收标准，寻找能够产生合格焊点的参量范围，为实际焊点微连接生产工艺提供合理的工艺指导。
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张威;刘坤鹏;王宏;杭春进;王尚;田艳红. 基于能量最小化的CCGA焊点形态仿真研究*[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80208-.
ZHANG Wei, LIU Kunpeng, WANG Hong, HANG Chunjin, WANG Shang, TIAN Yanhong. Simulation Study on CCGA Solder Joint Morphology Based on Energy Minimization[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80208-.
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处理器体系结构模拟器综述
杨亮;王亚军;张竣昊;李佩峰;张帅帅;韩赛飞
随着处理器的微结构和拓扑结构越来越复杂，结构设计空间呈几何倍数增加，导致处理器性能评估难度加大，处理器体系结构模拟器对评估处理器性能、分析性能瓶颈以及进一步的性能优化具有重要意义。针对处理器体系结构以及功能/性能评估的精度、复杂度与准确度的不同需求，分别研究功能模拟器、性能模拟器以及混合模拟器的模型结构以及模拟行为的构建方法。进一步阐述了国内外处理器厂商在设计的不同阶段引入体系结构模拟器的各类应用，结合实际应用对处理器体系结构模拟器的特征进行总结，并介绍了新型应用背景、新型处理器体系结构下体系结构模拟器的发展趋势。
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杨亮;王亚军;张竣昊;李佩峰;张帅帅;韩赛飞. 处理器体系结构模拟器综述[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80301-.
YANG liang, WANG Yajun, ZHANG Junhao,LI Peifeng, ZHANG Shuaishuai, HAN Saifei. Overview of Processor Architecture Simulators[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80301-.
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基于FPGA的基带信号发生器IP核设计与验证
闫华;何志豪
雷达系统中信号收发模块需要内部产生基带信号，面对这一需求设计了一种基于直接数字频率合成（DDS）技术，且能自定义起始斜率和起始频率的基带信号发生器IP核。该IP核的输出频率可根据线性调频信号的特征进行设计，根据正弦信号的对称性，结合相位截断法和CORDIC算法设计了DDS模块的正余弦查找表，减少了资源的占用率，降低了功耗，提高了运算速度。仿真结果显示，设计的IP核可以正常输出不同频率的正余弦波形以及线性调频信号波形，并且能够实现自定义调整，具有较高的灵活性。相较于通过多个DDS叠加生成混频波形，该IP核占用资源更少，且具有实用价值。
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闫华;何志豪. 基于FPGA的基带信号发生器IP核设计与验证[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80302-.
YAN Hua, HE Zhihao. Design and Verification of IP Core of Baseband Signal Generator Based on FPGA[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80302-.
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FinFET/GAAFET/CFET纳电子学的研究进展
赵正平
集成电路延续摩尔定律的发展正在从鳍栅场效应晶体管（FinFET）纳电子学时代向原子水平上的埃米时代转变。综述了该转变阶段的三大创新发展热点，FinFET、环栅场效应晶体管（GAAFET）和互补场效应晶体管（CFET）纳电子学的发展历程和最新进展。在FinFET纳电子领域综述并分析了当今Si基CMOS集成电路的发展现状，包含覆盖了22 nm、14 nm、10 nm、7 nm和5 nm 5个发展代次的创新特点和3 nm技术节点的创新和应用。在GAAFET纳电子学领域综述并分析了各类GAAFET的结构创新，2 nm技术节点的关键技术突破，3 nm技术节点的多桥沟道场效应晶体管技术平台创新与应用，以及GAAFET有关工艺、器件结构、电路和材料等方面的创新。在CFET纳电子学领域综述并分析了CFET技术在器件模型、堆叠工艺、单胞电路设计和三维集成等方面的创新，展现出CFET超越2 nm技术节点的发展新态势。
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赵正平. FinFET/GAAFET/CFET纳电子学的研究进展[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80401-.
ZHAO Zhengping. Research Progress in FinFET/GAAFET/CFET Nanoelectronics[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80401-.
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嵌入分段半超结的p-栅增强型垂直GaN基HFET*
杨晨飞,韦文生,汪子盛,丁靖扬
元胞面积相同的增强型垂直GaN/AlGaN异质结场效应管比横向HFET能承受更高的电压和更大的电流，适用于大功率领域，但在耐压时漂移区场强峰值高而容易提前击穿。提出了一种嵌入分段半超结的增强型垂直HFET，利用p型掺杂GaN栅和p+型掺杂GaN电流阻挡层抬高GaN/AlGaN异质结导带至费米能级之上，在栅压为0时夹断异质结的2DEG沟道，实现增强功能；在漂移区两侧插入2段p-GaN柱，形成p/n/p型离散半超结，改善电场均匀性。采用Silvaco TCAD软件模拟了Al组份、CBL浓度、p-GaN柱的宽度和厚度等参数对器件性能的影响。结果表明，相比于包含普通半超结的HFET，本器件的击穿电压提升了8.67%，静态品质因数提升了11.25%，导通延时缩短了16.38%，关断延时缩短了3.80%，可为设计高性能HFET提供新思路。
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杨晨飞,韦文生,汪子盛,丁靖扬. 嵌入分段半超结的p-栅增强型垂直GaN基HFET*[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80402-.
YANG Chenfei, WEI Wensheng, WANG Zisheng, DING Jingyang. p-Gate Enhanced Vertical GaN-Based HFET Embedded with Discrete Semi-Super-Junction[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80402-.
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基于氮化铝陶瓷的收发组件射频信号拖尾研究
赵俊顶;任屹灏;陈晓青;张端伟;陈家明
以收发组件为应用背景，发现基于氮化铝陶瓷基板的射频电路导致射频信号拖尾，而射频信号拖尾时间直接影响接收通道限幅恢复时间，进而严重影响收发系统的接收灵敏度。研究发现氮化铝陶瓷是一种压电半导体材料，在射频信号传输过程中会产生压电效应，进而导致射频信号拖尾，传输功率越大产生的压电效应越强、射频信号拖尾时间越长。研究成果对于大功率收发组件电路基板选用具有理论指导意义和工程应用价值，特别是在高精测高、超近测距等雷达应用领域。
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赵俊顶;任屹灏;陈晓青;张端伟;陈家明. 基于氮化铝陶瓷的收发组件射频信号拖尾研究[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80403-.
ZHAO Junding, REN Yihao, CHEN Xiaoqing, ZHANG Duanwei, CHEN Jiaming. RF Signal Trailing of Transceiver Module Based Aluminum Nitride Ceramics[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80403-.
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用于酵母菌检测的微波超材料传感器*
宋怡然;梁峻阁;顾晓峰
在食品加工领域，监测酵母菌的含量对产品的产率和安全性有着极其重要的意义，常用的平板计数法等传统方法存在操作复杂、检测时间长、设备体积大等问题，因此有必要开发一种新型的酵母菌传感器以满足食品加工领域的复杂需求。提出了一种操作简单、非接触、低成本和小型化的微波超材料生物传感器，用于检测浓度范围为5×101~5×104 CFU/mL的酵母菌溶液。该微波传感器将超材料结构与叉指电容结构相结合，实现了设备的小型化，进一步增强了传感器表面的电场强度，提高了酵母菌检测的灵敏度。利用谐振频率和谐振幅值2个微波参数表征了不同浓度的酵母菌溶液，检测过程中谐振频率和谐振幅值的变化量分别为2.6
MHz和0.03
dB，实现了酵母菌溶液的传感。这项研究为食品加工领域酵母菌浓度的监测提供了新的方案，拓宽了微波生物传感的应用。
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宋怡然;梁峻阁;顾晓峰. 用于酵母菌检测的微波超材料传感器*[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80501-.
SONG Yiran, LIANG Junge, GU Xiaofeng. Metamaterial-Based Microwave Sensor for Yeast Detection[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80501-.
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基于改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制*
许卫;贾洪平
针对永磁同步电机无传感器控制的传统滑模观测器（SMO）算法存在系统抖振以及转速位置误差较大的问题，提出了一种改进的SMO算法，引入估算反电动势反馈，利用饱和函数代替开关函数，用变趋近率替换固定滑模增益，根据Lyapunov方法验证了系统的可靠性，再通过锁相环（PLL）获得准确的转子位置和速度信息，最后通过Simulink搭建仿真模型并进行相关试验，仿真和试验结果表明，改进后算法的控制性能更加优越。
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许卫;贾洪平. 基于改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制*[J]. 电子与封装, 2024, 24(8): 80502-.
XU Wei, JIA Hongping. Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Improved Sliding-Mode Observer[J]. Electronics & Packaging, 2024, 24(8): 80502-.
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