近日，南方科技大學深港微電子學院潘權(quán)教授領銜的科研團隊在高速有線芯片設計領域取得顯著突破。相關(guān)成果在集成電路設計領域權(quán)威學術(shù)期刊《固態(tài)電路期刊》（IEEE Journal of Solid-State Circuits， JSSC）上發(fā)表，題目為“A 2×56 Gb/s 0.78-pJ/b PAM-4 Crosstalk Cancellation Receiver With Active Crosstalk Extraction Technique in 28-nm CMOS”。

隨著云計算與人工智能的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心處理和交換海量數(shù)據(jù)集的需求日益增加，對帶寬的需求也隨之提升。然而，傳統(tǒng)有線收發(fā)器受限于面積和功耗，無法滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

此前已有研究嘗試在先進CMOS技術(shù)中實現(xiàn)224 Gb/s四電平脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）基于數(shù)字信號處理器（DSP）的發(fā)射器和接收器，但在31 dB奈奎斯特損耗的信道環(huán)境下，功耗高達820 mW/lane，嚴重制約了其在長距離、高數(shù)據(jù)速率場景中的應用。

為了解決上述問題，IEEE 802.3 Beyond 400 Gb/s以太網(wǎng)研究小組提出了單端多輸入多輸出（MIMO）方案。如圖1所示，該方案通過在一個差分或類差分通道上傳輸兩個單端信號，有效提升了I/O效率和數(shù)據(jù)吞吐量。本研究在此基礎上提出了一種單端MIMO PAM-4串擾消除和信號再利用（XTCR）中距（MR）背板RX，成功實現(xiàn)了2×56 Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸。

論文第一作者為2020級博士生鐘立平，通訊作者為潘權(quán)教授，南方科技大學深港微電子學院為唯一單位，研究工作獲得了國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃經(jīng)費的資助。