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1 Welcome to IC Design Lab 2009 년 4 월현재 T : ( 교수이승훈, 팀장김영주 )

25cm 2 ( 트랜지스터개당면적 ) * 8 억 Intel core i7 Extreme 965 공정자동화에의해대량생산가능제작시간은

2 집적회로 (IC) 의필요성및배경 8 억개이상의트랜지스터로구성된 Quad Core Processor 를만들경우 : 개별트랜지스터를이용 집적회로를이용 예시 VS 제작시간 면적 약 24 억 *10 초 ( 접합점 * 납땜시간 ) = 약 780 년 0.25cm 2 ( 트랜지스터개당면적 ) * 8 억 Intel core i7 Extreme 965 공정자동화에의해대량생산가능제작시간은 1-2개월하나의칩 ( 약 85mm 2 ) 가격 50 원 ( 트랜지스터개당가격 ) * 8 억 = 400 억원 1,500,000 원 그외의집적회로의장점 : 기기의소형화, 저렴한가격, 우수한신뢰성, 기능의확장

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

4 System-on on-a-chip (SoC) 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 ) 집적회로응용사례 (1/2) Applications to Capsule Endoscope ( 내시경 ) * CMOS image sensor using high performance and small-sized A/D converter * 2-picture/sec and Max pictures possible

아날로그 / 디지털 ( 혼성모드 ) 집적회로응용사례 (2/2) Application for Wireless

Power Amplifier PA LNA DAC ADC DSP SYN : Synthesizer ADC :

Converter SYN DSP : Digital Signal Processor 입출력 : 수 GHz 의

6 아날로그 / 디지털 ( 혼성모드 ) 집적회로응용사례 (2/2) Application for Wireless Communication Analog Digital LNA : Low Noise Amplifier PA : Power Amplifier PA LNA DAC ADC DSP SYN : Synthesizer ADC : Analog-to-Digital Converter DAC : Digital-to-Analog Converter SYN DSP : Digital Signal Processor 입출력 : 수 GHz 의 RF (Radio Frequency) 신호 기능 : -RF 수신신호를디지탈신호로변환및처리 - 디지탈정보를 RF 신호로변환하여송신

HIGH-SPEED & RESOLUTION ADC APPLICATIONS RESOLUTION [bit] 16 14 12 10 8 6 High energy physics Instrumentation Automatic test equipment Wireless communication Low amplitude signal Communication XDSL

communication Phased array antenna system Wi-Max Cellular base station Communication receiver Test equipment Cable modem QAM/QPSK Electro-optics Video processing Dgital TV MRI Multicarrier/Multimode

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

8 CURRENT STATUS OF ADC R&D RESOLUTION [bit] [ 00] [ 97] [ 05] [ 08] [ 03] [ 03] [ 97][ 04][ 01][ 04] [ 06] [ 93] [ 96][ 01] [ 01] [ 04][ 03] [ 04] [ 04] [ 04] [ 99] [ 00] [ 07] [ 03] [ 06][ 08][ 06] [ 96] [ 00] [ 97] [ 03][ 04] [ 08] [ 97] [ 08] [ 08] [ 03] [ 00] [ 96] [ 04][ 06] [ 01] [ 08] [ 08] [ 06] [ 08] [ 06] [ 06] [ 08] [ 05] [ 03] [ 03] [ 05] [ 03] [ 97][ 08][ 06] [ 03] [ 05] [ 03] [ 00] [ 01] [ 06] [ 09] [ 03] [ 96] [ 94][ 06] [ 99] [ 97] [ 07] [ 04] [ 01] [ 02] [ 04] [ 02] [ 06] [ 04][ 06] [ 07] [ 03] [ 07] [ 97] [ 06] : 서강대학교 IC Lab 성과 (eeic7.sogang.ac.kr) [ 08] [ 08] [ 06] [ 06] [ 09] [ 07] JSSC ISSCC CICC VLSI Symp. ISCAS APPCAS Sogang U. [ 01] [ 06] [ 96][ 04] [ 99] [ 04] [ 01][ 02][ 05][ 05] [ 08] [ 03] [ 07] [ 00] [ 94] [ 00] [ 03] [ 95] [ 04] [ 07] [ 03] [ 06] [ 09] [ 00] [ 02] [ 04][ 03] [ 02] [ 03] [ 06] [ 06][ 01][ 06] [ 08] [ 03] [ 03] [ 07] [ 07] [ 07] [ 06] SPEED [MSample/s]

) 논문작성및측정 시제품 IC 제작및패키징 ( 협력기업 ) 시제품측정용 PCB 설계, 제작 측정제외발표자료 (PPT) 준비 측정제외한글논문준비 ( 석 /

9 IC 설계체계및발표논문연계과정 이론습득 세미나 / 강의 / 논문을통한 IC 설계기본이론습득 1:1 툴교육및 R&D 기본지식습득 설계및레이아웃 IC 설계토픽및사양결정 ( 프로젝트제안 ) 제안하는시스템 IC 구조선택및결정, 검증 해당공정으로회로설계및시뮬레이션 레이아웃및검증 (LVS, DRC, ERC 외 ) 논문작성및측정 시제품 IC 제작및패키징 ( 협력기업 ) 시제품측정용 PCB 설계, 제작 측정제외발표자료 (PPT) 준비 측정제외한글논문준비 ( 석 / 박사논문, 보고서연계 ) 시제품 IC 사진촬영, 확보및측정, 성능평가 논문발표및 IP 등록 논문발표, 특허및 IP 등록 / 기술이전 / 판매 논문컨테스트수상및개인실적

10 A 0.31pJ/conv conv-step 12b 100MS/s 0.13um CMOS ADC [2008 년동부하이텍 IP 설계공모전수상 ] Digital Power CML SHA IVREF FLASH1 MDAC1 FLASH2 DCL FLASH3 FLASH4 CLOCK MDAC2 MDAC3 0.91mm References DUT Input D Latch Digital Out 1.34mm < Active Area : 1.22mm 2 > Analog Power Digital Power

A 12b 200MS/s 65nm CMOS A/D Converter [2008 년대한민국반도체설계대전수상 ] IVREF SHA AMP1 AMP2,3 CLK DCL F1 F2 F3 F4 MDAC1 AMP1 AMP2,3 MDAC3 MDAC2 AMP1 AMP2,3 0.73mm <FFT PLOT> fin = 4.

11 A 12b 200MS/s 65nm CMOS A/D Converter [2008 년대한민국반도체설계대전수상 ] IVREF SHA AMP1 AMP2,3 CLK DCL F1 F2 F3 F4 MDAC1 AMP1 AMP2,3 MDAC3 MDAC2 AMP1 AMP2,3 0.73mm <FFT PLOT> fin = 4.2MHz fs = 160MHz (1/4fs, 4096 FFT) SNDR=58.50dB 80MHz input) SFDR=76.00dB 80MHz input) 0.99mm <DNL & INL> -0.61~0.69 [db] <SNDR & SFDR> SFDR SNDR ~ FoM : 150MHz FoM : 160MHz Sampling Frequency [MHz]

A 10b 100MS/s 27.2mW 0.8mm 2 0.18um CMOS ADC [2009 년삼성휴먼테크논문상수상 ] 1.08mm < Active Area : 0.80mm 2 > 0.

12 A 10b 100MS/s 27.2mW 0.8mm um CMOS ADC [2009 년삼성휴먼테크논문상수상 ] 1.08mm < Active Area : 0.80mm 2 > 0.74mm INL[LSB/10b] DNL[LSB/10b] LSB DNL LSB CODE LSB INL LSB CODE 1023

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

14 2009 년 4월현재졸업생진로현황 / IC 분야장점 LG 전자 (9 명 ) MERIT I : 높은외부진입장벽 해외진출 (12 명 ) Out-going Model 삼성전자 (8 명 ) 서강대학교전자공학과 IC 설계연구실 대학 (3 명 ) 연구소 (2 명 ) 하이닉스반도체매그나칩 (5 명 ) MERIT II : The Older, The Better! 벤처기업외 (18 명 )

15 대학원진학후장학금, 학업, 취업등미래비전 석사 / 박사과정 : ( 졸업후 -> 국내기업, 대학, 연구소, 해외진출, 창업 ) - 입학후, 일반 / 지정산학대여장학금 ( 삼성, LG, 하이닉스, 각급벤처기업 ) - 석사과정 LAB 장학금은추가지원 ( 최근 3년기준, 등록금 1-2배 / 년수준 ) - 박사과정 LAB 장학금은추가지원 ( 최근 3년기준, 등록금 2-4배 / 년수준 ) 재학중우수논문 / 연구도출한석사및박사졸업생들의주요사례 : - 재학중각종설계대회수상, 병력특례, 특정기업의산학장학생선정 - 졸업시특정기업의석사장학금소급지원, 일본및미국등해외진출에유리 - RA+fellowship 혹은해당기업지원으로미국대학및서강대박사진학 각급산학과제장학금, 하이닉스 / 삼성전자반도체트랙프로그램장학금 BK21 국가장학금, 각종외부기관장학금등다중지원 - 특히매년삼성전자, 하이닉스후원의반도체트랙프로그램최종지원이확정된학부생은본교대학원진학의경우, 연구실장학금과별도로해당기업에서지원 - 또는 공고내용참조

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Clock Jitter Effect for Testing Data Converters Jin-Soo Ko Teradyne 2007. 6. 29. 1 Contents Noise Sources of Testing Converter Calculation of SNR with Clock Jitter Minimum Clock Jitter for Testing N bit