近日，中国科大国家示范性微电子学院程林教授课题组设计的四款电源管理芯片亮相于集成电路设计领域著名会议IEEE International Solid-State Circuits Conference（ISSCC）。ISSCC是世界学术界和工业界公认的集成电路设计领域最高级别会议，被认为是集成电路设计领域的“芯片奥林匹克大会”。ISSCC 2025于2月16日至20日在美国旧金山举行。
该课题组的潘东方特任研究员以及靳吉、尚铭皓和黄琪奥三位同学分别为入选论文的第一作者，程林教授为通讯作者，工作方向涵盖了低EMI多核架构隔离电源芯片、高效率单模式降压-升压转换器芯片、低纹波快速电压缩放的5G电源调制器芯片和高效率双谐振拓扑隔离电源芯片。作为大会技术委员会委员，程林教授还担任了“Isolated Power and Gate Drivers”技术专题的主席，并且参加了电源管理分委会会议和远东区委员会会议。
图1 ISSCC 2025参会人员合影
2月18日上午，博士研究生尚铭皓在“Ubiquitous Power Delivery”技术专题汇报了论文“A 102ns/V 94.3%-Peak-Efficiency Symbol-Power-Tracking Supply Modulator for 5G NR Power Amplifiers”。该工作设计了一款用于5G功率放大器的电源调制器，采用纹波消除结构，显著减少稳态负载电容与输出纹波。同时，提出的动态工作模式通过电路拓扑重构提升响应速度，并避免传统结构中辅助LDO充电，提高动态效率。测试表明，该调制器在220nF负载电容下，稳态纹波小于12mV，并实现了102ns/V的快速响应速度。
2月18日上午，课题组与企业合作研发的高效率单模式降压-升压转换器芯片在“Ubiquitous Power Delivery”技术专题亮相，博士研究生靳吉以“A 98.3%-Peak-Efficiency Single-Mode Hybrid Buck-Boost Converter with 7mV Maximum Output Ripple for Li-Ion Battery Management”为题汇报了该工作。针对现有混合单模式降压-升压转换器效率低和输出电压纹波大的问题，提出了一种输出电流连续的单模式拓扑结构。通过降低功率管耐压至输入电压的一半，减少导通损耗和开关损耗，实现了显著的效率提升。该拓扑工作原理类似传统降压转换器，输出电压纹波小，瞬态响应快。测试结果表明，峰值效率达到98.3%，输出电压纹波最高仅为7mV，较现有同类产品在全工作范围内实现了最高效率。
2月19日下午，硕士研究生黄琪奥在“Isolated Power and Gate Drivers”技术专题汇报了论文“A Dual-LC-Resonant Isolated DC-DC Converter Achieving 65.4% Peak Efficiency and Inherent Backscattering”。该研究解决了传统隔离电源系统中的两大问题：无源整流器中二极管导通损耗大导致效率低，以及依赖额外数字隔离器进行电压调制的问题。通过采用D类LC振荡器替代传统无源整流器，利用其低导通损耗和无开关损耗的特点，提升了系统效率。同时，双谐振拓扑的固有反馈特性消除了数字隔离器的需求。测试结果显示，采用该拓扑可实现1.5W的最大输出功率，并达到65.4%的峰值效率，为同类工作中的最高值。
2月19日下午，课题组与企业合作研发的低EMI隔离电源芯片在“Isolated Power and Gate Drivers”技术专题展示，潘东方特任研究员以“A 2W 53.2%-Peak-Efficiency Multi-Core Isolated DC-DC Converter with Embedded Magnetic-Core Transformer Achieving CISPR-32 Class-B EMI Compliance and <5mV Ripple”为题汇报了该工作。该研究提出了一种基于嵌入式磁芯变压器的多核架构隔离式DC-DC转换器解决方案。该架构使多个核在不同振荡频率下工作，能够有效抑制辐射电磁干扰，且无需频率跳变电路。同时，采用多相控制方法抑制传导电磁干扰，并显著降低输出电压纹波。该转换器在双层PCB上实现了2.1W最大输出功率、53.2%峰值效率，输出电压纹波低于5mV，并以低成本通过了CISPR-32 Class-B传导及辐射电磁兼容标准认证。
2月16日晚，博士研究生刘泽国在ISSCC会议的学生科研前瞻（Student Research Preview, SRP）技术专题会上汇报了题为“A 100A 48-60V to 1V Hybrid LLC Resonant Converter with 51mV Droop for a 70A/20ns Load Transient”的研究成果。该研究针对数据中心多核CPU/GPU供电瓶颈，提出了一种混合拓扑LLC谐振转换器，以解决传统LLC转换器电压调节不足和负载瞬态响应慢的问题。实验表明，该转换器在48–60V输入下可稳定输出0.8–1V，并支持100A负载；负载电流在20ns跳变70A条件下，输出跌落仅51mV，瞬态响应速度提升超过3倍，达到业内领先水平。现场还进行了海报展示和视频演示。
这四项报告获得了国际同行的广泛认可。目前，程林教授课题组已连续五年在ISSCC上发表论文，累计13篇。以上研究得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划和企业合作项目等课题的资助，也得到了中国科大信息科学实验中心的大力支持。
ISSCC会议官网：http://isscc.org/
（微电子学院、科研部）
