Руководитель лаборатории Бабак Леонид Иванович Доктор технических наук, доцент
Год создания лаборатории:
Описание
Центр коллективного проектирования (ЦКПр) ТУСУР является составной частью Центра компетенций "СВЧ микроэлектроника и фотоника" университета.
Направления деятельности ЦКПр:
- Дизайн GaAs и GaN монолитных интегральных схем - МИС (малошумящие усилители - МШУ, усилители мощности, смесители, умножители частоты …) в частотных диапазонах от 1 до 50 ГГц на основе отечественных и зарубежных технологий для СВЧ радиоэлектронных и телекоммуникационных систем;
- Дизайн кремниевых Si и SiGe ИС, сложных функциональных (СФ) блоков и систем на кристалле (СнК) в диапазоне частот от 1 до 40 ГГц на основе отечественных и зарубежных технологий, многофункциональных ИС с функциями формирования амплитудно-фазовых характеристик и управления для высокоинтегрированных приемопередатчиков РЛС с АФАР, включая аналоговые устройства, цифровые схемы управления и др.;
- Нанофотоника - дизайн оптических и оптоэлектронных элементов, фотонных (ФИС) и фотонно-электронных (ФЭИС) интегральных схем на основе кремния, кремния на изоляторе (КНИ), нитрида кремния, кремний-германия (SiGe) и фосфида индия (InP) для систем СВЧ радиофотоники и цифровой передачи данных до 100 Гбит/c, фотонных РЛС с АФАР, радиофотонных систем обработки данных, однокристальных приемников с оптоэлектронными и электронными компонентами на одном чипе;
- Разработка СВЧ и фотонных приемо-передающих модулей, комплексированных СВЧ и оптоэлектронных изделий. Разработка конструкций и технологий сборки, изготовление СВЧ и фотонных модулей на основе ИС и СнК;
- Измерение параметров СВЧ ИС, ФИС, ФЭИС и их элементов, СВЧ и фотонных модулей;
- Разработка моделей и библиотек элементов для различных технологий изготовления СВЧ ИС, которые интегрируются в коммерческие САПР;
- Разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения (ПО) для автоматизированного проектирования СВЧ устройств и ИС, построения моделей СВЧ элементов, автоматизации СВЧ измерений;
- Подготовка специалистов и кадров высшей квалификации для российских дизайн-центров и предприятий.
В ЦКПр имеется комплекс оборудования для измерения параметров СВЧ ИС и модулей на зондовой станции и в коаксиальном тракте, полной характеризации малошумящих и мощных СВЧ транзисторов. Кроме того, имеется оборудование для измерений характеристик оптических и оптоэлектронных элементов, ФИС, ФЭИС и оптических модулей, в том числе с использованием оптических зондов. Для проектирования СВЧ ИС, ФИС и ФЭИС в Центре используется специализированное программное обеспечение.
ЦКПр ТУСУР играет ведущую роль в числе имеющихся в России 3-4 дизайн-центров, проектирующих радиочастотные (РЧ)/СВЧ интегральные схемы и системы на кристалле на основе кремниевых технологий Si и SiGe. Кроме того, ЦКПр является одной из двух российских организаций, имеющих практический опыт разработки законченных средств проектирования ("дизайн-кит") для отечественных полупроводниковых производств СВЧ ИС на базе GaAs.
Основные исследования лаборатории сосредоточены в области сложно-функциональных блоков (СФБ) аналоговых многофункциональных ИС и СВЧ монолитных интегральных схем (МИС) для приемопередатчиков, а также полупроводниковых технологий для их изготовления.
Лаборатория создана в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «Создание новых лабораторий, в том числе под руководством молодых перспективных исследователей» национального проекта «Наука и университеты».
Объектами исследований лаборатории являются сложно-функциональные блоки (СФБ) аналоговых многофункциональных ИС и СВЧ монолитные интегральные схемы (МИС) для приемопередатчиков, а также полупроводниковые технологии для их изготовления.
Значимые результаты за период работы лаборатории
Сотрудники коллектива имеют многолетний опыт в разработке СВЧ ИС для радиоэлектронных устройств и систем различного назначения. История коллектива ведет свое начало с 2005 г., когда Лабораторией интеллектуальных компьютерных систем (ЛИКС) ТУСУР совместно с институтом XLIM Лиможского университета (г. Лимож, Франция) была разработана первая ИС усилителя на арсениде галлия с полосой 10 ГГц. В 2008 г. совместно с Институтом СВЧ полупроводниковой электроники РАН (ИСВЧПЭ РАН, г. Москва) на основе отечественной технологии выпущен комплект ИС 150-нм GaAs pHEMT МШУ диапазона 6-12 ГГц с характеристиками на мировом уровне (коэффициент шума 1,5 дБ). Далее в рамках совместных проектов с отечественными и зарубежными организациями было разработано большое число различных СВЧ ИС в частотных диапазонах от 1 до 47 ГГц.
В рамках международного сотрудничества с зарубежными организациями были выполнены следующие проекты:
- Программное обеспечение для автоматизированного проектирования СВЧ МИС (INTAS, 3 проекта);
- СВЧ ИС для использования в гигантском радиотелескопе SKADS (ASTRON, Голландия);
- СВЧ ИС для систем космической связи (CNES, Франция);
- Высокоэффективный СВЧ усилитель мощности на основе GaN (Университет «Тор Вергата», Италия), и др..
Кроме того, были разработаны и верифицированы библиотеки моделей элементов (PDK) для отечественных GaAs и GaN технологий ИС до 40 ГГц.
В 2019 г. сотрудники ЛИКС вошли в состав Центра коллективного проектирования ТУСУР. В течение последних пяти лет для отечественных предприятий выполнены следующие первые в России разработки: SiGe однокристальный приемник и комплект широкополосных ИС для радиочастотных трактов СВЧ приёмопередающих модулей (ППМ) L-, S- и C-диапазонов; SiGe однокристальный приемник К-диапазона для спутниковой связи с подвижными объектами; коречип СВЧ приемопередатчика Х-диапазона на основе отечественной 90 нм КМОП технологии; КНИ оптические/оптоэлектронные элементы и модуляторы Маха-Цандера; интегральные трансимпедансные усилители и драйвер оптического модулятора с полосой частот до 40 ГГц; оптические приемные модули на базе однокристальной фотонной ИС собственной разработки с быстродействием более 25 Гбит/с.
Сотрудничество с организациями реального сектора экономики
В рамках указанных направлений был выполнен ряд проектов в области СВЧ микроэлектроники и полупроводниковой фотоники по заказам предприятий ОПК, в том числе в рамках Госзаказа. К таким предприятиям относятся АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей», АО НПП «Пульсар», АО «НИИМЭ», АО НПП «ЛЭМЗ», Институт СВЧ полупроводниковой электроники РАН (г. Москва), АО «ОКБ «Планета» (г. Вел. Новгород), АО «ИСС» им. акад. М.Ф. Решетнева (г. Красноярск), АО «Октава» (г. Новосибирск), АО «НИИПП», АО НПФ «Микран», ООО «ЛЭМЗ-Т» (г. Томск) и др.
Зарубежные заказчики и партнеры:
- Французское космическое агентство CNES (Франция);
- Голландский астрономический центр ASTRON (Нидерланды);
- Исследовательский институт оптической и СВЧ связи XLIM Лиможского университета (Франция);
- СВЧ лаборатория Университета г. Бордо (Франция);
- СВЧ лаборатория Университета «Тор Вергата» (г. Рим, Италия).
Дополнительная информация
К настоящему времени перечень разработок ЦКПр включает свыше 90 ИС, ФИС/ФЭИС и СФ-блоков на основе отечественных и зарубежных Si/SiGe/GaAs/GaN технологий в диапазоне частот до 50 ГГц для радиоэлектронных и радиофотонных систем, систем передачи данных.
