第八届集创赛杯赛题目——加特兰杯

加特兰杯

一、杯赛题目:应用于毫米波的宽带高增益低噪声放大器

二、参赛组别:A组、B

三、赛题背景

适用与5G毫米波通信的接收前端电路,需要具备大带宽、低噪声系数、高线性度等指标

四、赛题任务

设计一款工作于毫米波段的低噪声放大器,该电路用于5G毫米波通信收发机的接收系统中。利用成熟的CMOS工艺,在低电源电压下需提供高增益和大带宽的特点,同时具备低且平坦的噪声系数,并能工作于较宽的温度范围。

1. 推荐采用工艺及PDK

40nm CMOS工艺(或Cadence GPDK 45nm CMOS工艺)

2. 设计指标:

(1) 工作电压1.1V +/- 5%

(2) 工作频率:24 GHz ~ 27 GHz

(3) 工作温度:-40 ~ 125 摄氏度

(4) 增益:> 12 dB

(5) 带内增益平坦度:< 1.5 dB

(6) 噪声系数:< 7 dB

(7) 带内噪声系数平坦度:< 1 dB

(8) 输入回波损耗:< -15 dB

(9) 输出回波损耗:< -10 dB

3. 附加题或进阶指标:

(1) 线性度IP1dB> -7 dBm

(2) 在所有工艺角(MOSFF/SS/TT)下均满足指标

(3) 具备尽可能低的功耗

(4) 具备尽可能小的面积

五、杯赛阶段及提交内容:

1. 中期汇报

(1) 中期报告(具体形式根据届时大赛通知);

2. 初赛、分赛区及总决赛提交内容:

(1) 汇报PPT:项目介绍、关键技术介绍、性能指标

(2) 详细设计方案:关键技术原理分析,设计过程详细说明(包括有源器件和无源器件的设计过程和layout细节)

(3) 原理图,版图及验证验证文档:每一项指标的testbench说明以及仿真结果,只接受后仿结果

备注:初赛和分区赛要求各个无源器件独立做电磁仿真即可,总决赛要求整个电路的无源器件一起做电磁仿真

六、评分标准:

大项

内容

分值

评分要求

性能指标(60分)

1.电路性能指标

30分

满足设计指标中的全部基本要求;

2.版图质量

15分

1. 芯片版图布局合理

2. 完成DRC、LVS验证

3. 版图设计报告详细充分

3.设计完整性

15分

1. 完整的电路图

2. 完整的版图设计

3. 完整的设计方案、仿真分析报告

优化指标(20分)

1.优化目标

20分

1. 创新性:电路架构和算法是否有创新

2. 版图面积:满足技术指标下,版图越小越好

3. 功耗:满足技术指标下,功耗越小越

文档与现场表现(20分)

1.现场答辩和演示

10分

1.答辩和问答表现

2.现场演示效果

2.文档质量

10分

1. 汇报PPT重点突出、条理清晰。

2. 设计方案原理分析合理、逻辑清晰。

3. 仿真验证报告内容详细充分。5分

附加题(20分)

进阶指标

20分

1. 线性度 IP1dB:> -7 dBm

2. 在所有工艺角(MOS管FF/SS/TT)下均满足指标

七、参赛资源说明

参赛团队自行准备设计所需的PDK和设计工具

八、参考资料:

1. J. Pang et al., "A 28-GHz CMOS Phased-Array Transceiver Based on LO Phase-Shifting Architecture With Gain Invariant Phase Tuning for 5G New Radio," in IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 54, no. 5, pp. 1228-1242, May 2019, doi: 10.1109/JSSC.2019.2899734.

2. H. -T. Kim et al., "A 28-GHz CMOS Direct Conversion Transceiver With Packaged   2×4   Antenna Array for 5G Cellular System," in IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 53, no. 5, pp. 1245-1259, May 2018, doi: 10.1109/JSSC.2018.2817606.

3. S. N. Ali, M. Aminul Hoque, S. Gopal, M. Chahardori, M. A. Mokri and D. Heo, "A Continually-Stepped Variable-Gain LNA in 65-nm CMOS Enabled by a Tunable-Transformer for mm-Wave 5G Communications," 2019 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), Boston, MA, USA, 2019, pp. 926-929, doi: 10.1109/MWSYM.2019.8701023.

4. X. Wu, M. Kalantari, D. H. Shin and C. Patrick Yue, "A 24-32GHz gm-boosted LNA with Triple Coupling Input Transformer for 5G Applications," 2019 IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS), Guangzhou, China, 2019, pp. 1-3, doi: 10.1109/IEEE-IWS.2019.8804024.

九、其他注意事项:

1. 参加企业命题杯赛的作品,杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品提交的材料,在大赛相关环节中有使用权和展示权。

3. 参赛项目可以参考现有公开发表的文献和论文内容,但应当在技术论文和答辩PPT中注明来源,且不能将参考的内容作为自己作品的创新部分。

(请参赛团队务必添加报名杯赛的答疑钉钉群中,以便及时获取杯赛最新通知及进展,群号码及入群方式:点击查看


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