靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱SRAM)是一種不需要刷新電路就能保存內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。隨著科技的發(fā)展，IT設(shè)計(jì)、工業(yè)計(jì)算機(jī)、家庭物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域都離不開(kāi)芯片的支持，而存儲(chǔ)模塊作為芯片中的重要組成部分，更發(fā)揮著不可替代的作用。同時(shí)在不同的使用載體與使用場(chǎng)景下，芯片也對(duì)于存儲(chǔ)模塊有著不同的需求。近些年以來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的起步、發(fā)展與崛起，存儲(chǔ)器模塊的發(fā)展需求急劇上升。

在這樣的背景下，我校集成電路學(xué)院趙強(qiáng)團(tuán)隊(duì)(老師:吳秀龍、藺智挺、彭春雨、趙強(qiáng)、朱明、盧文娟、周永亮、李鑫、郝禮才、戴成虎、劉玉、胡薇、李志剛; 學(xué)生:劉立、強(qiáng)斌、楊震、韋一鳴、向魯斌、孟康、劉浩等)致力于研發(fā)高性能靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，“SRAM存儲(chǔ)器芯片設(shè)計(jì)”項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。團(tuán)隊(duì)以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)SRAM設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)突破、促進(jìn)芯片行業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，在存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)難題上不斷攻堅(jiān)克難，力求將團(tuán)隊(duì)技術(shù)成果落地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

多年以來(lái)，團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目，還獲得了10余項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目及青年項(xiàng)目的支持。團(tuán)隊(duì)曾于2017年在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的頂級(jí)期刊“JSSC”上發(fā)表了中國(guó)大陸關(guān)于SRAM存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)的首篇論文，后又在“ISSCC”、“IEDM”等集成電路設(shè)計(jì)和器件領(lǐng)域頂級(jí)期刊上陸續(xù)發(fā)表多篇論文。團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生獲得兩次“全國(guó)大學(xué)生集成電路創(chuàng)新大賽”一等獎(jiǎng)，一次“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽銅獎(jiǎng)，一次“互聯(lián)網(wǎng)+”國(guó)賽銅獎(jiǎng)，一次大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)三等獎(jiǎng)等驕人成績(jī)。  

根據(jù)不同領(lǐng)域?qū)τ赟RAM存儲(chǔ)芯片的不同標(biāo)準(zhǔn)與要求，團(tuán)隊(duì)立足基礎(chǔ)，找準(zhǔn)時(shí)機(jī)，以需求為導(dǎo)向，基于不同的芯片應(yīng)用場(chǎng)景需求進(jìn)行SRAM的定制化設(shè)計(jì)。分別針對(duì)靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)單元的可靠性、功耗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合兩項(xiàng)專利提出補(bǔ)償位線失調(diào)和抗輻射加固優(yōu)化的策略。團(tuán)隊(duì)成員、集成電路學(xué)院2022級(jí)博士研究生劉立表示，“從跟進(jìn)項(xiàng)目到現(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)對(duì)新原理器件的機(jī)理和存儲(chǔ)電路的設(shè)計(jì)有了更深層次的理解，通過(guò)跟北京大學(xué)、東南大學(xué)、中芯國(guó)際等高水平研究機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目交流，團(tuán)隊(duì)在新型存儲(chǔ)單元電路和系統(tǒng)架構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)水平發(fā)展迅速，提出了一系列新型存儲(chǔ)芯片的創(chuàng)新成果?！痹趯?shí)現(xiàn)單元電路的優(yōu)化改進(jìn)后，團(tuán)隊(duì)通過(guò)合理設(shè)計(jì)，將芯片中運(yùn)算電路的乘法等功能融入SRAM存儲(chǔ)陣列中，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)計(jì)算相融合，并提出了三種可用于SRAM存儲(chǔ)陣列的電路模塊，未來(lái)有望應(yīng)用于存算一體化芯片的設(shè)計(jì)，助力高能效AI應(yīng)用。

多年來(lái)，團(tuán)隊(duì)與長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司、合肥晶合集成電路有限公司、上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心等多家國(guó)內(nèi)集成電路領(lǐng)域重點(diǎn)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)展了技術(shù)合作。團(tuán)隊(duì)的技術(shù)成果也成功應(yīng)用于合肥本地集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)品，其中合肥海圖微電子公司一款安防監(jiān)控領(lǐng)域CMOS圖像傳感器需要進(jìn)行高清圖像信號(hào)的高速傳輸，但傳統(tǒng)的SRAM電路難以適配其需求。團(tuán)隊(duì)根據(jù)這一技術(shù)需求，定制設(shè)計(jì)了雙端口SRAM電路，解決了企業(yè)難題，可實(shí)現(xiàn)CMOS圖像傳感器的高速圖像信號(hào)處理。宏晶微電子科技股份有限公司是一家從事音視頻圖像信號(hào)處理的芯片設(shè)計(jì)公司，多年來(lái)團(tuán)隊(duì)與公司合作，針對(duì)音視頻信號(hào)處理芯片中面臨的高速信號(hào)傳輸與存儲(chǔ)難題開(kāi)展攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展高速SRAM芯片定制化設(shè)計(jì)，解決了產(chǎn)品的技術(shù)難題。

當(dāng)然，科研的道路是一個(gè)螺旋上升的過(guò)程。趙強(qiáng)表示，團(tuán)隊(duì)當(dāng)前承擔(dān)了一項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題，這是在一種全新的器件工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行器件研發(fā)、制造、以及在該器件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)SRAM存儲(chǔ)器芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)。在這個(gè)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)從底層電路原理設(shè)計(jì)到前仿真，再到物理層面的實(shí)現(xiàn)，都需要在EDA工具平臺(tái)上將前端設(shè)計(jì)與物理層面實(shí)現(xiàn)完全一致，但由于該器件是基于一種全新的工藝，無(wú)法借助已有的成熟工藝直接對(duì)照。于是在電路設(shè)計(jì)與物理實(shí)現(xiàn)結(jié)合環(huán)節(jié)中團(tuán)隊(duì)就遇到了巨大的困難。最初，團(tuán)隊(duì)嘗試將以前的文件插入，但發(fā)現(xiàn)無(wú)法與實(shí)際運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行對(duì)比。出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題后，團(tuán)隊(duì)主動(dòng)與項(xiàng)目合作團(tuán)隊(duì)中芯國(guó)際（國(guó)內(nèi)龍頭芯片代工廠）、北京大學(xué)、東南大學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多次交流，功夫不負(fù)有心人，團(tuán)隊(duì)在經(jīng)歷了多次嘗試之后，在EDA工具的設(shè)置和具體參數(shù)的呈現(xiàn)上進(jìn)行了合適的調(diào)整并進(jìn)行了多次校準(zhǔn)修正，同時(shí)與中芯國(guó)際公司后端工藝部門(mén)進(jìn)行深入討論，最終在問(wèn)題出現(xiàn)的20多天后成功解決了這個(gè)棘手難題。

在促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，不僅有趙強(qiáng)及其團(tuán)隊(duì)的持續(xù)努力，學(xué)校相關(guān)部門(mén)與學(xué)院也給予了大力的支持與幫助。趙強(qiáng)表示，學(xué)校相關(guān)部門(mén)為項(xiàng)目提供了場(chǎng)地和政策支持，支持學(xué)院建立了5個(gè)校企嵌入式研發(fā)中心。同時(shí)推動(dòng)師生與校企合作對(duì)接，共同建立嵌入式實(shí)驗(yàn)室，這些在推動(dòng)產(chǎn)學(xué)融合方面具有重要作用。團(tuán)隊(duì)成員、集成電路學(xué)院2023級(jí)博士研究生強(qiáng)斌說(shuō):“學(xué)院與很多公司有聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制，成立了眾多校企研發(fā)中心，在平時(shí)工作的同時(shí)，我們對(duì)集成電路相關(guān)行業(yè)以及產(chǎn)業(yè)有了更廣闊的了解，拓展了我們的知識(shí)面。同時(shí)也讓我們真正投身到工程實(shí)踐中來(lái)，不再僅僅是在學(xué)習(xí)校園內(nèi)的理論知識(shí)，更重要的是我們有了將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的平臺(tái)。這樣的機(jī)會(huì)對(duì)于我們理工科學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常寶貴的，特別是我們集成電路相關(guān)專業(yè)，科研消耗的成本是巨大的，一次流片的成本都在幾十萬(wàn)元。有了這些平臺(tái)，我們有了更多工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)將理論轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，我們受益良多?！?/p>

團(tuán)隊(duì)將借助技術(shù)作價(jià)入股，持續(xù)推動(dòng)在存儲(chǔ)器領(lǐng)域技術(shù)成果轉(zhuǎn)化落地，與更多的企業(yè)洽談，努力成為上游設(shè)計(jì)企業(yè)與下游代工工廠的連接橋梁，并致力于在高性能存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域形成具有原創(chuàng)性與強(qiáng)應(yīng)用背景的優(yōu)質(zhì)IP項(xiàng)目，將研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，推動(dòng)芯片存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，切實(shí)為安徽省和國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。