清华大学微电子系工硕课题介绍

课题介绍
微电子与纳电子学系2013级工程硕士双选专用
清华大学微电子与纳电子学系
2013年12月
有招生需求导师名单
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白国强（设计室）
蔡坚、王谦（器件室）
陈虹（设计室）
陈炜（器件室）
池保勇（设计室）
邓宁（器件室）
方华军（器件室）
付军（集成室）
姜汉钧（设计室）
李福乐（设计室）
李树国（设计室）
李翔宇（设计室）
李宇根（设计室）
李兆麟（信研院）
梁仁荣（集成室）
刘雷波（CAD室）
刘振宇（信研院）
麦宋平（深研院）
潘立阳（集成室）
钱鹤（CAD室）
任天令、杨轶（器件室）
王敬（集成室）
王晓红（器件室）
王燕（CAD室）
王喆垚（器件室）
王志华、王自强（设计室）
魏少军（CAD室）
乌力吉（设计室）
吴华强（工艺平台）
伍冬（集成室）
伍晓明（工艺平台）
谢丹（器件室）
谢翔（设计室）
许军（集成室）
叶佐昌（CAD室）
尹首一（CAD室）
岳瑞峰（器件室）
张春（设计室）
张进宇（CAD室）
张雷（CAD室）
刘泽文（器件室）何虎（设计室）北京朗波芯微技术有限公司
课题介绍
白国强
一、招生老师联系信息
E-mail: baigq@
电话：62794391（O），136********
办公室：主楼9区104
二、招生人数：2-3名
三、课题介绍
课题一：
（1）课题名称：面向低资源移动终端应用的新型公钥密码算法的集成电路实现技术研究。

（2）课题来源：国家自然科学基金重点项目“面向低资源移动终端的高效新型公钥密码芯片的理论与关键技术研究”。

（3）课题简介：受移动终端（如手机）硬件资源十分有限的限制，现有公钥密码算法，包括RSA算法和ECC算法很难直接应用于移动终端。

为解决这一问题，近年来多变量公钥密码学受到广泛关注，成为研究热点之一。

本课题研究内容是“面向低资源移动终端的高效新型公钥密码芯片的理论与关键技术研究”项目中的一部分内容，将以集成电路方式设计、实现基于多变量的新型公钥密码芯片。

多变量新型公钥密码算法的分析与设计不是本课题内容，是自然基金项目的其他内容。

本课题只涉及到数字集成电路的设计。

通过本课题，可以使学生在数字集成电路工程实现方面得到完整训练，同时能够了解密码学与网络安全的有关知识。

课题二：
（1）课题名称：基于国家密码算法标准的智能卡芯片安全保护技术研究。

（2）课题来源：国家自然科学基金面上项目、“核高基”重大专项和横向委托项目。

（3）课题简介：智能卡芯片作为智能卡应用中身份识别与数据保密的物理载体，其中包括了多种密码算法的电路实现。

但是，近年来智能卡芯片侧信道攻击技术的出现，使智能卡芯片的安全应用受到严重威胁。

本课题针对我国自主密
码算法标准SM2、SM3和SM4的集成电路实现，研究各电路模块的抗侧信道攻击设计。

课题研究成果在我国正在进行的金融IC卡工程中具有重要应用。

本课题只涉及到数字集成电路的设计。

通过本课题，可以使学生在数字集成电路工程实现方面得到完整训练，同时能够掌握密码学与网络安全的有关知识。

课题介绍
蔡坚王谦
课题
一.应用于三维封装的集成硅基板技术研究
指导老师：蔡坚、王谦
课题来源：国家科技重大专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”项目子课题
研究内容：以集成电路薄膜工艺、微纳加工技术等为基础，在硅衬底上进行通孔技术和互连技术等相关研究，以元件的设计仿真为基础，以关键集成工艺技术为对象，以形成可演示的三维封装成套技术为目标进行研究；
完成目标：通过ALD（原子层沉积）等技术在硅基板上实现高深宽比的TSV；
实现低温（≤210︒C）低温晶圆级互连；完成功能化的三维集成封装模块；
招生要求：2名；微电子、材料、机械背景为佳；建议先修微电子工艺、半导体器件等课程
二.系统级封装（SiP）设计与关键技术研究
指导老师：蔡坚、王谦
课题来源：国家科技重大专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”项目及“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”项目子课题
研究内容：针对系统级封装中不同功能芯片的要求开展信号完整性分析与仿真，对系统级封装进行电性能设计、封装结构设计并建立测试方案；针对系统级封装中面向未来可穿戴的柔性基板开展新型互连技术（凸点技术和互连技术）以及超薄芯片封装等研究；
完成目标：面向实际需求开展系统级封装基板和封装设计，开展系统级封装关键技术研究，完成可测试的系统级封装模块；
招生要求：3名；微电子、电子、材料、机械背景为佳；建议选修电路设计原理等课程
三.电子元器件机械仿真与可靠性研究
指导老师：王谦
课题来源：国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”项目子课题
研究内容：针对电子元器件的封装及可靠性开展机械与热仿真，和实际样品进行比较，对仿真模型、材料性能参数等进行优化
完成目标：通过仿真研究电子元器件结构与封装工艺对元器件翘曲的影响招生要求：1名；微电子、机械、材料为佳；建议先修有限元仿真等课程
指导老师简历
蔡坚，1998年毕业于清华大学材料系，获博士
学位，现为清华大学微电子所副教授；1999年到2001
年在香港科技大学从事博士后研究，主要从事倒装焊
技术的开发和研究；2001年至2002年在深圳美龙翔
微电子有限公司从事技术研发工作，主持开发增强型
散热焊球阵列封装基板；2002年至今在清华大学微电
子学研究所工作，参与和负责了多项政府资助的研究
项目以及多项工业界合作研究课题，包括倒装芯片凸
点研制、MEMS器件封装研究、三维集成用TSV互连技术、先进封装设计方法等。

目前主要研究领域为先进封装与系统集成技术，涉及先进封装与互连技术、封装设计与可靠性技术、高性能集成基板技术，主要承担多项国家科技重大专项课题。

在相关研究领域发表多篇相关研究文章，参与出版译著3本，在清华大学讲授《微电子封装技术》研究生课程。

是IEEE高级会员，同时担任中国电子学会电子制造与封装分会理事、中国半导体行业协会封装分会理事、北京电子学会SMT专委会委员、集成电路封测产业技术创新联盟理事等职，曾担任2009年和2010年国际电子封装技术与高密度封装会议（ICEPT-HDP）技术委员会共主席。

通信地址：北京清华大学微电子学研究所，邮编100084
办公电话：010-********
Email: jamescai@
王谦，清华大学微电子所副教授。

长期从事半导
体封装技术研究工作，主要研究方向为微机电系统
（MEMS）封装、晶圆级封装（WLP）、新型内连接技
术以及封装材料与测试技术和失效分析等。

2001年1月毕业于清华大学，获工学博士学位，先
后在日本东京大学先端科学技术研究中心（2001年2
月至2002年1月）和日本筑波物质材料研究机构物质
研究所（2002年2月至2003年7月）担任特别研究员，
主要从事MEMS封装、新型内连接技术及其可靠性研究；2003年8月加入韩国三星，在三星综合技术院（SAIT）封装中心任专门研究员，主要从事RF MEMS 封装、WLP等以及封装测试和失效分析的相关技术和研发工作；2006年10月，转到三星半导体中国研究开发有限公司（苏州）担任技术开发部门的部门长，主要负责产品向半导体封装技术研发，包括新材料、新技术的研发以及可靠性和失效分析等；2010年3月开始在清华大学微电子所工作。

通信地址：北京清华大学微电子学研究所，邮编100084
办公电话：010-********
Email: wang-qian@
课题介绍
陈虹
1、课题名称：
1）肝肿瘤定位系统关键技术研究
主要研究内容：
1.高精度3D数据建模
2.3D数据的匹配算法研究
3.自动下针位置算法研究
4.高精度多自由度机械臂控制方法研究
2）髋关节置换术中髋臼姿态无线获取的极低功耗系统芯片主要研究内容：
1.图像辅助姿态算法研究
2.低功耗SoC芯片设计
3、课题来源：校自主科研项目863项目
4、招收人数：3人
5、联系方式：hongchen@ 136********，010-********（东主楼9区102）
6、导师简介：
陈虹，工学博士，副研究员,现任清华大学微电子学研究所业务办主任、所长助理。

主要从事大规模专用集成电路设计和实现，面向医疗健康领域的低功耗集成电路设计，嵌入式存储器的低功耗电路设计。

先后参加和主持过6个863项目，现作为负责人承担自然科学基金项目1项、01专项子课题1项、863主题项目子课题1项和校自主科研项目1项。

在国内外期刊及会议上已发表论文50余篇，其中SCI收录6篇，EI收录25篇，核心期刊收录15篇。

申请了12项中国发明专利和1项美国专利，其中4项已经授权。

已编写中文书1本，英文专著1本（其中3章）。

学术兼职：The 20th IEEE International Symposium on Asynchronous Circuits and Systems的技术委员会(TPC)委员。

作为负责人承担自然科学基金项目“采用间歇供电的人工关节无线监视系统关键技术研究”，研究成果已经进入临床试验阶段和产业化阶段。

国内尚无类似系统，研究属
(a) 实验室试验(b) 临床试验
膝关节置换术中压力检测系统
课题介绍
超导量子信息处理研究组
（陈炜教授，刘建设副研究员，李铁夫讲师）
课题来源
国家973导向项目"全量子网络"课题:<面向全量子网络的量子探测>及国家自然科学基金项目
课题目标介绍
实现基于超导材料的单光子探测系统：
1.建立可靠稳定的制备高质量超导薄膜和纳米线的工艺流程，成功制备超导转
变温度高于4K而厚度小于10纳米的超薄超导薄膜和宽度约为100纳米的超导纳米线条结构。

2.建立基于超导材料的单光子探测系统，实现光子探测效率超过10%，探测速
率高于100MHz。

3.实现基于超导转变边缘的光子探测器件。

4.为量子网络提供高速可靠的量子探测器。

5.研究超导量子比特的制备及其低温特性表征
围绕上述课题目标,提炼出下列工程硕士研究课题:
1.用于量子探测的超导转变边缘传感器研究
研究内容:研究超导转变边缘传感器研究的制备和低温特性表征.
2.超导转变边缘传感器读出复用放大器研究
研究内容:研究用于超导转变边缘传感器的独处复用SQUID放大器的制备和低温特性表征
3.超导纳米线单光子探测器的量子效率研究
研究内容:研究提高超导纳米线单光子探测器的量子效率的理论方案及实施方法.
4.超导量子比特的读出电路研究
研究内容:研究用于超导量子比特的读出电路.
5.用于量子器件极低温测试的关键部件研究
研究内容: 研究制备用于用于量子器件极低温测试的关键部件，包括滤波器，低温样品盒等部件。

导师简历
陈炜,教授，博士生导师; 1995年英国剑桥大学博士，1994-1997英国剑桥大学Wolfson学院Hitachi Fellow。

1997-2007美国纽约州立大学石溪分校Research Scientist 及Senior Research Scientist。

现任清华大学微电子所微纳器件与系统研究室主任，清华大学“百人计划”特聘教授。

2008年受聘教育部“长江学者”特聘教授。

课题组其他老师:刘建设副研究员,李铁夫讲师.。

现在研究方向:量子信息处理的超导实现,也就是利用超导器件实现量子信息处理功能,包括量子计算和单光子探测.
招生人数:2-3名
通信地址：中国北京清华大学微电子学研究所，邮编100084
Tel :010－62772608 mobile: 136********
E-mail: 陈炜weichen@,
刘建设jsliu@,
李铁夫litf@
研究方向：
1、纳电子学
分子电子器件；
新型纳米结构与器件
纳米制作技术
2、超导电子学
超高速超导电子器件
量子计算的超导实现
池保勇
1.课题介绍及招生需求：
●面向行业专网应用的带宽可变频点可变无线宽带射频芯片研发（国家03重
大专项），研究生2名
面向行业专网应用，开发工作频率覆盖0.1-5GHz频点可变和带宽可变的无线宽带射频芯片，包括射频前端电路、模拟基带电路、ADC/DAC以及数字基带处理/接口电路，并基于此芯片，开发可应用于实际行业专网环境的无线收发模块。

●双通道导航型GNSS接收机芯片（北斗重大专项），研究生1名
开发双通道导航型接收机芯片，支持GPS/Galileo/Glonass/北斗二号导航信号的实时接收，包括低噪声射频前端电路模块、多种模式可配置的模拟基带处理电路及数字校准电路等。

2.指导教师情况：池保勇办公地点：东主楼9-104房间
Email：chibylxc@；Tel：010-********/136********
1976年02月出生于湖北省孝感市，1998年7月毕业于北京大学计算机系微电子专业，获理学学士学位；同年9月进入清华大学微电子学研究所直接攻读博士学位，2003年07月毕业，获工学硕士和工学博士学位；同年8月进入清华大学微电子学研究所工作至今，现为清华大学微电子学研究所副研究员，设计室副主任，并于2006年11月～2007年10月之间在美国Stanford 大学电子工程系以访问学者身份进行射频集成电路和毫米波集成电路方面的研究工作。

研究领域包括射频/模拟集成电路的基础研究和无线收发机系统的集成电路实现，目前参加射频集成电路设计和应用等项目的科研工作，曾经以负责人身份主持四项国家自然科学基金、一项国家863重点项目课题和一项03专项课题。

在国内外重要期刊和国际会议上发表论文90余篇，已被SCI 收录19篇，被EI收录80多篇。

已申请专利16项，其中已授权美国专利5项，已授权中国专利5项。

曾获得2005年和2011年霍英东教育基金、2009年清华大学学术新人奖等奖励，并入选2008年教育部新世纪优秀人才支持计划和2012年国家自然科学基金委优秀青年科学基金。

从2005年一直担任IEEE A-SSCC国际会议的TPC成员。

邓宁
1.阻变存储器相关研究（拟招1-2人）
1）基于导电细丝的阻变存储器（RRAM）机理研究；
2）基于RRAM的阈值可调晶体管实现神经元突触的探索
项目来源：科技部863重大项目”新型非易失存储器设计关键技术”子课题；
清华大学自主科研项目重点项目“阻变型存储器模拟神经元突触学习记忆行为的研究”
课题介绍：该课题包含两个相关的研究方向，但是各有侧重点。

第一个方向侧重研究基于金属氧化物的RRAM的导电机理，具体包括RRAM 中导电细丝形成和断开过程的研究，通过实验和理论模拟对RRAM工作过程进行研究，分析器件材料体系结构和其他影响器件性能的因素，探索提高RRAM存储单元性能以及提高均匀性、一致性和可靠性的方法，包括单元材料体系结构的设计、离子注入等方法。

第二个方向侧重于研究以RRAM单元为基础，构建阈值非线性可调的晶体管，并研究将阈值可调晶体管用于模拟神经元突触，探索电路实现神经元突触的记忆和学习功能，通过新的手段探索神经元电路的实现。

之前1名大四学生在这方面经过3个月的研究已经发表1篇论文，申请1个专利。

RRAM整个大课题组是钱鹤老师牵头，共有学生15人以上。

上述研究方向目前有3-4名学生在做。

利用阻变存储单元进行模拟神经元突触的研究是最新开始的，相对独立于RRAM整个大项目。

有很好的发展空间，很有希望做出漂亮的研究成果。

上述两个研究方向适合对器件研究有兴趣的同学，其中，阈值可调晶体管模拟神经元突触的方向更是属于微电子和生命的交叉。

对生命科学有兴趣同时具有较强的学习能力的同学可以考虑参加这一方向的研究。

2.基于磁传感的无袖带式无创血压实时测量系统（拟招1-2人）
项目来源：北京市教委项目“基于穿戴式设备的无线医疗关键技术”
课题介绍：无袖带式无创血压实时测量是实现对人体生理参数测量完备性的关键技术。

该技术对于人体健康监护和血管疾病的临床研究有重大意义。

比如，大多数猝死于心脑血管疾病的患者都是由于未能及时发现血压的异常，抢救不及时造成的。

因此，该技术可以使大量高血压患者免于猝死。

本课题的目标是实现一种血压实时测量的可穿戴式设备。

课题主要包括三部分研究：1.测量系统的软硬件实现（包括一般的信号处理以及波形识别算法等）；2.血压相关模型和算法；3.系统的低功耗设计。

课题的核心在与采用磁传感器测量血流脉搏波，通过获得的脉搏波和心电信号得到脉搏波传输时间，根据脉搏波传输时间计算得到每一个心动周期的血压。

该课题目前的研究重点在第1和第2部分，第三部分的研究需要等到原型系统相对完善后，成果产业化前对整个系统进行优化时展开。

目前已经完成了初步的原型系统，后面的工作需要在系统和算法两方面不断改善和提高，实现精确的血压实时测量。

课题组目前有1名博士，4名硕士。

该课题很适合生物医学工程或者自动化背景的同学。

联系方式：
邓宁
ningdeng@; 136********
办公地点：1.微电子所新所322；2. 华业大厦1206室
方华军
一、课题名称
课题1：“微纳米尺度材料与器件测量系统研究”
来源：国家自然科学基金，科学仪器基础研究专项
课题2：“低噪声低功耗集成电路设计研究”
来源：企业合作项目
课题3：“基于先进工艺的集成微传感器研究”
来源：企业合作项目
二、招收人数：3人
三、导师简介：
方华军，博士，清华大学微电子学研究所副研究员。

主要从事集成微/纳器件与系统的研究工作，包括低噪声低功耗数模混合集成电路设计，集成微/纳电子器件的理论、设计、工艺、测试和封装，以及系统集成等方面。

曾先后参加973、985、国家自然科学基金、国家自然科学基金重大计划等国家科研课题。

发表研究论文20余篇；作为第一发明人获国家发明专利授权10余项。

目前作为负责人或子课题负责人承担国家自然科学基金仪器专项及企业合作课题。

四、联系方式：
电话：139********
邮箱：hjfang@
139********@
付军
●课题
1.锗硅功率放大器（SiGe PA）设计和研制
1）课题来源：“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项“硅基射频功率芯片工艺开发与产业化”项目“功率SiGe HBT器件、工艺和PA产品开发”课题
2）课题介绍
基于国内自主研发的锗硅异质结双极晶体管（SiGe HBT）或者SiGe BiCMOS工艺平台，面向射频识别（RF ID）等物联网应用领域，开展SiGe PA器件、集成电路芯片和模块电路设计、研制、性能测试表征和评估。

3）招收人数：1人
2.SiGe HBT器件模型及其模型参数提取研究
1）课题来源：“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项“高密度陶瓷管壳系列产品开发与产业化”项目“微波微组装射频SiP研发”课题2）课题介绍
针对国内自主研发的锗硅异质结双极晶体管（SiGe HBT）或者SiGe BiCMOS工艺平台，与相关代工企业合作，开展所开发工艺的核心SiGe HBT的高级BJT器件模型及其模型参数提取技术的研究。

3）招收人数：1人
3. SiGe相控阵雷达T/R组件集成电路芯片设计
1）课题来源：企业委托“基于硅基片上雷达数字阵列系统设计技术”课题
2）课题介绍
基于国内自主研发的SiGe BiCMOS工艺平台，面向相控阵雷达T/R组件应用领域，开展SiGe收发前端集成电路芯片的设计、研制、性能测试表征和评估。

3）招收人数：1人
●导师联系方式
姓名：付军
邮箱：fujun@
电话：136********
办公地点：清华大学微电子学研究所（新所）B405
姜汉钧
课题一：低功耗蓝牙芯片关键技术研究
【课题来源】清华-三星联合实验室项目
【课题简介】
课题任务是研究低功耗蓝牙无线收发机的CMOS集成电路设计技术，可将蓝牙无线收发机的电流消耗有效降低至10mA量级，这一指标是市面上常见蓝牙芯片电流消耗的一半。

研究主要集中在两个方面：
1）研究收发机的结构创新，在系统层面降低收发功耗；
2）晶体管级电路设计技术研究，采用各种低功耗设计技术，如电流复用、电压调节等技术降低模拟电路的功耗。

课题目标是基于CMOS工艺实现一个低功耗蓝牙无线收发机芯片，包含完整的射频前端和基地电路，以及时钟参考电路、片上稳压器等辅助模块。

收发机在2-3.6V电源下的电流消耗不超过10mA。

课题二：人体微弱电信号采集SoC关键技术研究
【课题来源】北京市高校青年英才计划、清华大学自主科研
【课题简介】
支持多传感器阵列的人体微弱电信号长时无线采集系统是当前无线健康监护领域的重点研究内容之一，也是国际固态电路会议、国际生物医疗电子会议等相关专业领域顶尖会议的关注热点之一。

该类系统的研究实现，可有效提升对各种人体微弱电信号（如心电、脑电、肌电）的实时、长时监控能力，并有效提升医疗健康设备的智能化、信息化、微型化水平。

该类系统的核心器件是一颗集成微弱信号调理、放大、量化、处理、无线发射等功能的极低功耗系统芯片(SoC)。

本课题深入研究满足该类应用需求的极低功耗系统芯片关键技术，设计实现一颗系统芯片，基于该芯片设计至少一种示范性应用系统。

主要研究内容包括：支持多传感器的带宽可编程的微弱电信号采集前端电路极低功耗设计技术、用于人体无线通信的极低功耗射频发射机设计技术、压缩感知在长时生理电信号处理上的
应用、极低功耗混合信号系统芯片设计集成技术研究、基于极低功耗系统芯片的胸贴式心电长时无线监测装置设计实现。

【招收人数】共3人
课题一：2人，其中1人负责收发机基带电路设计，1人负责收发机射频前端模块设计。

要求掌握信号与系统、通信原理方面的基本知识。

课题二：1人，主要任务是基于课题组已经完成的各功能模块，设计一个完整的微弱电信号采集SoC。

要求掌握信号与系统、通信原理方面的基本知识。

【教师简介】
姜汉钧，1980年1月生，江苏南通人。

2001年毕业于清华大学电子工程系，获学士学位；2005年毕业于美国爱荷华州立大学电子与计算机工程系，获博士学位。

2005年至2006年在美国德州仪器公司工作，从事集成电路设计工作。

2007年起到清华大学微电子学研究所工作，现为该所副研究员，主要从事极低功耗集成电路设计及医疗与健康应用系统方面的研究工作，并承担模拟集成电路方面的部分教学工作。

作为课题负责人研究开发的“无线内窥镜系统芯片”通过教育部鉴定，鉴定意见认为研究成果整体达到了国际先进水平。

撰写英文专著1本，国内外期刊和国际会议上发表/参与发表学术论文近50篇，有1项美国发明专利和10项中国发明专利获得授权，另有12项发明专利在审。

Email: jianghanjun@
电话：010-******** 133********
办公地点：清华大学微电子所新所C423。