2025年2月16-20日，国际固态电路会议IEEE International Solid-state Circuits Conference (ISSCC 2025) 在美国旧金山召开。天津大学微电子学院互联感知集成电路与系统团队硅基太赫兹雷达阵列芯片的最新研究成果《A132-to-148GHz CMOS 4TX-4RX FMCW Radar Transceiver Array with Cavity-Backed Antenna-in-Package Achieving 28dBm EIRP》入选大会亮点论文。微电子学院博士研究生刘兵为论文第一作者，导师马凯学教授为通讯作者。
随着太赫兹FMCW雷达系统在生命体征检测、生物医疗和工业探测、机器人等方面的逐渐应用，太赫兹FMCW雷达芯片的探测精度、探测距离等指标要求被不断提高。硅基太赫兹雷达以其集成度高、量产成本低等优势备受产业和学术界关注。探测精度受到雷达收发机芯片射频工作带宽的限制，探测距离则受到其等效全向辐射功率（EIRP）的限制。然而，阵列规模小、片上电路输出功率低、太赫兹片上天线增益低等是提高太赫兹雷达收发机芯片EIRP所面临的瓶颈问题。因此，本项工作提出了一款工作频率为132-148GHz的CMOS FMCW雷达收发机芯片：（1）片上采用4发4收阵列规模；（2）发射机采用基于新型谐波幅-相调制机理的4倍频器和基于慢波结构低损耗功率合成网络的功率放大器；（3）天线采用基于低温共烧陶瓷工艺（LTCC）的封装天线（AiP）。基于28nm Bulk CMOS工艺，该太赫兹FMCW雷达收发机阵列芯片获得的峰值EIRP为28.7dBm，发射机和接收机的3dB带宽分别为16GHz/22GHz，实现的雷达最大探测距离为16.85米、距离分辨率为1.3厘米，并具有较好的三维成像能力。该芯片是国际首次上在D波段实现的具有4发4收阵列规模和封装天线的CMOS FMCW雷达收发机阵列芯片，并在不使用任何透镜下实现了EIRP的最高记录28.7dBm。
IEEE国际固态电路会议（ISSCC）作为IEEE固态电路协会的旗舰会议，是工程师和研究人员展示固态电路和系统级芯片(SoC)最新研究成果的全球性学术交流论坛。ISSCC最早举办于1953年，几十年来一直代表着芯片领域的国际最高学术水平，享有"芯片奥林匹克"的美誉。历史上入选ISSCC的论文都代表着当前全球顶尖水平，展现出芯片技术和产业的发展趋势，许多集成电路领域里程碑式的发明与技术突破均在该会议首次发布。
天津大学“互联感知集成电路与系统”实验室隶属于天津大学微电子学院，由IEEE Fellow、“国家杰出青年科学基金”获得者、中国电子学会会士马凯学教授依托天津市成像与感知微电子技术重点实验室牵头成立，主要开展微波毫米波通信与成像集成电路、基于ISL平台系统集成技术、无线通信系统天线设计，以及人工智能射频EDA技术研究。团队坚持“四个面向”开展科技创新，在上述领域牵头承担国家重大专项1项、国家重点研发专项2项、青年项目1项、国家杰出青年科学基金1项、国家重点基金项目3项和其他多项课题。在集成电路与系统方面取得多项研究成果。在仿真软件方面，开发了拥有完全自主知识产权的微波优化仿真软件Neuro Modeler。拥有国际一流的集微波太赫兹微电子系统设计、器件参数提取、通信集成系统可靠性测试于一体的科研测试平台，测试频率可连续覆盖至1140GHz，建有完整的异构集成微系统加工平台。在国家重点研发项目的支持下，马凯学教授团队在高精度毫米波/太赫兹雷达与成像阵列系统芯片方面开展了长期创新研究工作，突破毫米波/太赫兹雷达探测与成像的高精度、大带宽、高输出功率等难题，创新实现了硅基毫米波/太赫兹雷达与成像阵列片上系统设计与样机。
