ic design lab 서강대학교 집적회로설계 연구실

SOGANG UNIVERSITYIC DESIGN LAB

IC DESIGN LAB서강대학교 집적회로설계 연구실

Since 1993

교수 : 이승훈 (hoonlee@so-

gang.ac.kr)

팀장 : 박준상 (junsang@so-

gang.ac.kr)

Tel. 02-715-6129

IC DESIGN LAB SOGANG UNIVERSITY

집적회로 (IC) 의 필요성

집적회로를 이용

■ CPU 를 제작할 경우

제작기간

23 억 ( 개 )Ⅹ10 초 =730년

면적 23 억 ( 개 )Ⅹ0.25cm2=580 억mm2

가격 23 억 ( 개 )Ⅹ50 원 =1150억원

개별 트랜지스터를 이용

제작기간

대량생산가능 / 1~2 개월

면적 하나의 칩 ( 약 2362mm2)

가격 250 만원

집적회로 (IC) 의 필요성

기기의 소형화

우수한신뢰성

저렴한 가격

기능의확장

Integrated CircuitMakesThem

Possible

집적회로 (IC) 의 응용 분야

Power Management IC

전력관리의중요성

다양한멀티미디어

기능

■ 갤럭시 S4 내부 기판

Digital Signal Processor 데이터

처리량 증가

연산능력의중요성

Application Processor

다기능 및 소형화 요구

System

on a Chip

“Impossible without IC”

집적회로 (IC) 의 시장 관련 보도자료

시스템반도체 28.4 억불 무역흑자 달성으로 흑자 품목으로 자리매김

- 이데일리 2014.01.09 -

반도체 , 석유제품 제치고 '13 년 수출 1 위 품목

정부 , 시스템반도체 신규과제 발굴에 120 억원 투입정부 , 시스템반도체 산업경쟁력 강화 사업에 120 억 4600 만원 신규예산 배정

- 머니투데이 2014.02.21 -

메모리 분야를 중심으로 시스템반도체 , 광개별소자 등 반도체 소자 전반에서 성장세 지속

- 지디넷코리아뉴스 2014.03.24 -

韓반도체 , 日 제치고 지난해 세계 2 위

올해 반도체 수출액 사상 최대 570 억 달러…전년비 13%↑

시스템반도체 수출액 전년대비 2% 증가한 251 억 달러

- 이데일리 2013.12.26 -

집적회로 (IC) 의 산업 현황

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

출시년도 (Year)

IC 집적도 증가에 따라 나타난 기술들

집적

Intel4004

Motorola68000

Intel80386

IntelPentium

IBMPower6

IntelXeon

SamsungExynos5

CanonCIS

자료 : 반도체 산업 동향 및 진단 ( 특허청 , 2013)

집적회로 (IC) 의 산업 전망과 방향

자료 : WSTS(2014)단위 : Billion $

세계 메모리 반도체 및 시스템 반도체 산업 전망

2010 년 2011 년 2012 년 2013 년 2014 년 2015 년

69.6 60.7 57 67.3 67.7 70.2

180.3 186.3 181.2 183.4 191.9 197.4

메모리 반도체 시스템 반도체

연구 분야

Analog Signal

101101010101010101010011

Digital SignalA/D

Converter

PMIC, Sensor

아날로그 / 혼성모드 IC 설계 분야

연구 분야

UWBDigital RF converter

Digital receiver

Digital oscilloscopes

Broadband wirelessLCD display system

High energy physics

Communication

Speed (MSample/s)

1 16005002001601208040

ScannersQAM/QPSKDigital TV

MRIUltrasound equipment

HD videoWCDMAHDTV

Radar systemsMedical imagingCommunication

receiver

Image sensorData aquisition system

Digital video

ADC 주 응용 분야

연구 분야

Analog Digital

LNA : Low Noise AmplifierPA : Power AmplifierSYN : SynthesizerADC : Analog-to-Digital ConverterDAC : Digital-to-Analog ConverterDSP : Digital Signal Processor

Application for Wireless Communication

- RF 수신신호를 디지털 신호로 변환 및 처리 - 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 송신

Data Converter 응용 사례 (1)

Filter

LNAADC

연구 분야

nsPhoton Flux

Micro Lens

On-chip ColorFilter Array

Pixel Array

CorrelatedDouble

Sampling(CDS)

ADCImageSignal

Processor(ISP)

Sensor Control Block

AnalogSignal Chain

CMOS Image Sensor

Application for CMOS Image Sensor

- 외부 빛 신호를 전기적 신호로 변경하여 처리 - 아날로그 영상 신호를 디지털 신호로 변환 및 처리

Data Converter 응용 사례 (2)

AIPRC 소개

•대학 IT연구센터 육성 지원사업

사업명

•차세대 융복합 시스템용 아날로그 스마트 IP 및 SW 핵심기술 개발

과제명

•멀티미디어 시스템용 핵심 아날로그 IP 개발

•유무선 통신 시스템용 핵심 아날로그 IP 개발

•저전력 고주파 소자 및 모델링 기술 개발

•파워 IC용 핵심 아날로그 IP 개발

연구내용

•서강대학교

주관기관

•2010. 6. 1 ~ 2015. 12. 31 (5년 7개월) + α

사업기간

•총 사업비 67.9억 원 (2014년 : 10.3억 원) + α

사업비

•총 648명 (2010 ~ 2015년)

114명 (2014년)

참여인력

주관기관

참여 팹리스 기업 (9 개 )

참여대학

참여기업

AIPRC 비전 및 목표

세계적인 경쟁력을 가지는 차세대 융‧복합 시스템용핵심 아날로그 IP 설계기술 개발 및 이를 통한 고급 연구인력 양성

목표

멀티미디어 시스템 ( 영상 / 음향 /DTV)용 핵심 아날로그 IP

개발

유‧무선 통신 시스템용 핵심

아날로그 IP 개발

핵심 아날로그 IP 개발을 위한 저전력 , 고주파 소자 , 모델링

기술 개발

파워 IC 용 핵심 아날로그 IP 개발

2020 년 아날로그 IP 의 100% 국산화를 통한 시스템반도체 분야 일류화 실현

비전

IC 설계 연구실 비전

책임교육

장학지원 논문발표

선 / 후임 연구원간1:1 팀

연구교육

설계대회 수상산학장학생 선정

병역특례박사전략산학

BK21 / 산학 /LAB/ 외부기관

등다양한 장학지원

최고의인력 양성

연구 진행 과정 [1/4]

이론 습득

세미나 / 강의 / 논문을 통한 IC 설계 기본이론 습득

1:1 툴 교육 및 R&D 기본지식 습득

설계 및 레이아웃

IC 설계토픽 및 사양결정 (

프로젝트 제안 )

제안하는시스템 IC 구조선택및 검증

해당 공정으로 회로설계 및 시뮬레이션

레이아웃 및 검증 (LVS, DRC, LPE

논문작성 및 측정

시제품 IC 제작 및 패키징 ( 협력기업 : 삼성 , SK 등 )

시제품 측정용 PCB 설계 및

제작

측정 제외발표자료

(PPT) 준비

측정 제외한글논문 준비( 석 / 박사논문 , 보고서

연계 )

시제품 IC사진촬영 ,

측정 및 성능 평가

논문발표 및 IP 등록

논문발표 , 특허 및 IP 등록 / 기술이전 / 판매

논문 콘테스트 수상 등 개인 R&D 실적 및 경력관리

IC 설계 연구실 실적

국제저명논문

102 건

국내저명논문

108 건

특허 및 IP 실적

137 건

각종 수상실적

68 건

IC DESIGN LAB

- 김민규, 제 1 회 반도체회로 설계기술 컨테스트 우수상 수상 [1994년 12월]

- 이호영, 곽명보, 제 2 회 반도체회로 설계기술 컨테스트 장려상 수상 [1995년 12월]

- 이승훈 (대학원생), 제 3 회 반도체회로 설계기술 컨테스트 우수상 수상 [1996년 11월]

- 이승훈 교수, 대한전자공학회 및 해동전자기술재단의 해동논문상 수상 [1996년 12월]

- 이재엽, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 우수상 수상 [1996년 12월]

- 곽명보, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 장려상 수상 [1996년 12월]

- 황성욱, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 우수상 수상 [1997년 12월]

- 이강진, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 최우수상 수상 [1997년 12월]

- 황성욱, 제 4 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 동상 수상 [1998년 03월]

- 이준석, 김창호, 제 1회 서강대학교 홈페이지 경영대회 장려상 [1998년 09월]

- 전병렬, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 장려상 수상 [1998년 12월]

- 이진국, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 우수상 수상 [1998년 12월]

- 이진국, 제 5 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 금상 수상 [1999년 02월]

- 이승훈 교수, 삼성전자 제5회 휴먼테크 논문대상 수상 연구지도에 대한 감사장 수상 [1999년 02월]

- 이승훈 교수, 연암 해외연구교수 선정 [1999년 06월]

- 전영득, IEEE 학생논문 CONTEST 논문집 최우수상 수상 [1999년 12월]

- 전영득, ASP-DAC 2000 Travel Grant Award [2000년 01월]

- 이승훈 교수, IDEC 우수 Working Group상 수상 [2000년 02월]

- 전영득, 제 6 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 장려상 수상 [2000년 02월]

- 이승훈 교수, 한국반도체 산업협회 표창장 [2000년 08월]

- Y. D. Jeon, J. S. Lee, and S. C. Lee, IEEE Student Paper Competition Second Place Award [2000년 08월]

- 이승훈 교수, 대한전자공학회 학술상 수상 [2001년 11월]

- 유상민, 오태환, 문정웅, 제 8 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 수상 금상 [2002년 02월]

- 유상민, IEEE Region 10 Student Paper Contests, Seoul Section, 우수논문 [2002년 02월]

- S. M. Yoo, Third Annual Young Inventors Awards, one of 12 finalists [2002년 11월]

- 배현희, 윤진식, 이명진, 신은석, IDEC Conference BEST DESIGN AWARD 최우수 Design상 수상 [2003년 08월]

- M. J. Lee, Y. J. Cho, and W. J. Bae, ISOCC Chip Design Contest, BEST DESIGN AWARD First Prize [2004년 10월]

- S. W. Kim, Y. J. Cho, and K. H. Lee, 제 5 회 반도체배치설계 공모전 동상 수상 [2004년 11월]

- B. H. Min, H. S. Chae, H. W. Park, and S. H. Lee, ISOCC 반도체 설계부문 BEST PAPER AWARD 수상 [2005년 10월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 교육자료 개발부문 최우수상 수상 [2005년 10월]

- 조영재, 박용현, 채희성, 이승훈, 제 6 회 특허청 반도체설계공모전 은상(산자부장관상) 수상 [2005년 11월]

- 민병한, 김영주, 사두환, 이승훈, 제 6 회 특허청 반도체설계공모전 동상(특허청장상) 수상 [2005년 11월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수 강의 자료 개발상 수상 [2006년 10월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수 참여교수상 수상 [2006년 10월]

- 이경훈, 유시욱, 조영재, 제 7 회 특허청 반도체 설계공모전 특별상(한국발명진흥회장상) 수상 [2006년 12월]

- 조영재, 김용우, 이경훈, 제 7 회 특허청 반도체 설계공모전 은상(산자부장관상) 수상 [2006년 12월]

- 김영주, 유시욱, 김용우, 조영재, 제 13 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 은상 수상 [2007년 02월]

- 김영주, 유시욱, 김용우, 조영재, 제 13 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 은상 수상에 따른 부상, 중국 해외연수 [2007년 07월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력사업을 위한 교수연구부문 우수 참여교수상 수상 [2007년 10월]

- 이승훈 교수, 해동 학술상 수상 [2007년 11월]

김영주, 이세원, 유필선, 제 8 회 특허청 반도체 설계공모전 동상(특허청장상) 수상 [2007년 11월]

- 김용우, 이명환, 한재열, 제 8 회 특허청 반도체 설계공모전 특별상(한국반도체산업협회장상) 수상 [2007년 11월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수참여교수상 수상 [2008년 10월]

- 이승훈 교수, 산학협력유공자 교육과학기술부 장관표창(상) 수상 [2008년 11월]

- 이명환, 이동석, 김영주, 이승훈, 제 2 회 동부하이텍 IP 설계 공모전 우수상(Best Design Award) 수상 [2008년 11월]

- 김영주, 김차동, 박범수, 제 9 회 대한민국 반도체설계대전 특별상(한국반도체산업협회장상) 수상 [2008년 12월]

- 이세원, 이경훈, 김영주, 박범수, 제 15 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 장려상 수상 [2009년 02월]

- B. S. Park, S. H. Ji, M. H. Choi, K. H. Lee, G. C. Ahn, and S. H. Lee, IEEK Award 수상 [2009년 11월]

- 윤근용, 지승학, 김영주, 제 10 회 대한민국 반도체설계대전 동상(특허청장상) 수상 [2009년 11월]

- 이경훈, 김영주, 권이기, 황태호, 제 16 회 삼성전자 휴먼테크 논문대상 장려상 수상 [2010년 02월]

- 박승재, 이경훈, 권이기, 이승훈, 제 3 회 동부하이텍 IP 설계 공모전 대상(Best Design Award) 수상 [2010년 03월]

- 이경훈, 명성민, 제 5 회 페어차일드코리아반도체 논문공모전 동상 수상 [2010년 11월]

- 최민호, 박혜림, 송정은, 제 11 회 대한민국 반도체설계대전 은상(교육과학기술부장관상) 수상 [2010년 12월]

- 권이기, 구병우, 명성민, 제 11 회 대한민국 반도체설계대전 특별상(대한변리사회장상) 수상 [2010년 12월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 최우수참여교수상 수상 [2011년 10월]

- D. H. Hwang, J. E. Song, S. P. Nam, H. J. Kim, T. J. An, K. S. Kim, and S. H. Lee, ISOCC Best Paper 수상 [2011년 11월]

- 송정은, 황동현, 남상필, 박혜림, 제 12 회 대한민국 반도체설계대전 금상(국무총리상) 수상 [2011년 12월]

- 명성민, 구병우, 김효진, 안태지, 제 12 회 대한민국 반도체설계대전 동상(특허청장상) 수상 [2011년 12월]

- 남상필, 김용민, 황동현, 박준상, 이승훈, 제 5 회 동부하이텍 IP 설계 공모전 대상(Best Design Award) 수상 [2012년 07월]

- 이승훈 교수, KAIST IDEC 차세대 반도체설계인력양성사업을 위한 우수참여교수상 수상[2012년 10월]

-D. H. Hwang, J. S. Park, H. S. Shim and S. H Lee, ISOCC Best Paper 수상 [2012년 11월]

- 심현선, 신용진, 제 13 회 서강대학교 전자공학과 학술제 캡스톤디자인 금상 수상 [2012년 11월]

- 황동현, 남상필, 박준상, 제 13 회 대한민국 반도체설계대전 동상(특허청장상) 수상 [2012년 12월]

- 이승훈 교수, 2012년 산학과제 특허 장려상, SK하이닉스㈜ 수상 [2013년 01월]

- 안태지, 조석희, 심현선, 제 14회 대한민국 반도체설계대전 은상 (산업통상자원부장상관) 수상 [2013년 10월]

- Tai-Ji An, Hyun-Sun Shim, and Seung-Hoon Lee, ISOCC Best Poster 수상 [2013년 11월]

- 김한결, 조영세, 정종민, 제 14 회 서강대학교 전자공학과 학술제 캡스톤디자인 은상 수상 [2013년 11월]

- 조석희, 안태지, 박준상, 김용민, 심현선, 신용진, 이승훈, 제 21회 한국반도체학술대회 기업체(동부) 논문상 수상 [2014년 02월]

IC DESIGN LAB 수상 실적

IC 설계 연구실 IP 소개 [1/3]

Resolution 11bit

Supply Voltage 1.2V

Sampling Fre-quency

150MS/s

Power Consump-tion

46.8mW

DNL 0.31LSB

INL 1.18LSB

Input Voltage 1.6Vp-p

Active Area 2.42mm2

Technology 0.13um

- A 11b 150MS/s 2.42mm2 46.8mW 0.13um CMOS Pipelined SAR A/D Converter

< Layout > < Specification >

http://eeic7.sogang.ac.kr/[75]ADC11b150m13_R2.htm

< Block Diagram >

- A 11b 150MS/s 2.42mm2 46.8mW 0.13um CMOS Pipelined SAR A/D Converter

http://eeic7.sogang.ac.kr/[75]ADC11b150m13_R2.htm

• 2013 년 제 14 회 대한민국 반도체설계대전• 안태지 , 조석희 , 심현선 , 2013 년 10 월 22 일• 은상 ( 산업통상자원부장관상 ), 수상내역 ( 부상 500 만원 )

Resolution 12bit

Supply Voltage 1.1V

Sampling Fre-quency

80MS/s

Power Consump-tion

20.9mW

DNL 0.56LSB

INL 1.35LSB

Active Area 1.34mm2

Technology 0.11um

- A 12b 80MS/s 1.34mm2 20.9mW 0.11um CMOS A/D Converter

http://eeic7.sogang.ac.kr/[78-V2]ADC12b80m11_R2V2.htm

< Layout > < Specification >

< Block Diagram >

• 2012 년 제 13 회 대한민국 반도체설계대전• 황동현 , 남상필 , 박준상 , 2012 년 12 월 11 일• 동상 ( 특허청장상 ), 수상내역 ( 부상 300 만원 )

- A 12b 80MS/s 1.34mm2 20.9mW 0.11um CMOS A/D Converter

Resolution 10bit

Supply Voltage 1.2V

Sampling Fre-quency

10MS/s

Power Consump-tion

DNL 1.03LSB

INL 1.44LSB

Active Area 0.26mm2

Technology 0.11um

- A 10b 10MS/s 0.26mm2 2.3mW 0.11um CMOS SAR A/D Converter

< Specification >< Layout >

< Block Diagram >

- A 10b 10MS/s 0.26mm2 2.3mW 0.11um CMOS SAR A/D Converter

• 제 5 회 동부하이텍 IP 설계 공모전• 남상필 , 김용민 , 황동현 , 박준상 , 이승훈 , 2012 년 7 월 17 일• 대상 (Best Design Award), 수상내역 ( 부상 1000 만원 )

IC 설계 연구실 디자인프로젝트

1 2 3 4

주제선정 관련 내용학습

설계 & 모의실험 학술제 참여

▶ 시장 수요 조사

▶ IP 사양 결정

▶ 구조 선택 및 검증

▶ 관련 내용 학습

▶ 자체 세미나

▶ Tool 사용법 학습

▶ 블록 설계

▶ 설계 검증

▶ 모의실험을 통한 결과 확인

▶ 최종 점검

▶ 학술제 발표

IC 설계 연구실 디자인프로젝트

ic design lab 서강대학교 집적회로설계 연구실

Documents

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