О лаборатории

Лаборатория проектирования специализированных интегральных микросхем создана на базе кафедры Электроники НИЯУ МИФИ в 2013 г. в рамках постановления Правительства Российской Федерации №220. Основное направление деятельности лаборатории связано с разработкой специализированных интегральных микросхем для аппаратуры физического эксперимента

Лаборатория создана в рамках мероприятий по Постановлению Правительства РФ №220 по договору от 24 июня 2013 г. № 14.А12.31.002 между Министерством образования и науки Российской Федерации, НИЯУ МИФИ и ведущим ученым Самсоновым Владимиром Михайловичем

В лаборатории создана инфраструктура, в которой можно выделить 3 основных кластера:

  • компьютерный/серверный для проектирования с использованием современных средств микроэлектронных САПР
  • контрольно-измерительный - чистое помещение
  • семинарский/офисный

Лаборатория размещается в помещениях общей площадью 120 кв.м., в которых создана организационная и техническая инфраструктура на 15-20 рабочих мест

Лаборатория оснащена САПР компаний Cadence и Mentor Graphics для сквозного проектирования интегральных микросхем

Для проведения исследования микросхем лаборатория имеет в том числе:

  • Чистую зону класса ISO 7
  • Зондовую станцию Cascade Microtech для измерения параметров интегральных схем на пластинах
  • Микросварочную установку F&K Delvotec
  • Измерительное оборудование компании Keysight (Agilent), в том числе анализатор параметров полупроводниковых приборов B1500A, генераторы 81150A, 81160A, осциллографы DSO9104H, MSOS204A, логический анализатор 16802A, анализатор спектра N9000A
  • Измерительное оборудование National Instruments (PXI шасси и набор модулей)
В лаборатории выполнены проекты по целому ряду зарубежных КМОП (БиКМОП) технологий:
  • UMC 180 нм, 90нм, 65 нм (Тайвань)
  • TSMC 40 нм (Тайвань)
  • AMS 350 нм (Австрия)
  • OnSemi 350 нм (Бельгия)
  • ST Microelectronics 65 нм (Франция)
В освоении находятся средства проектирования для технологий проектного уровня 28 нм

Основные направления

  • Разработка смешанных (аналогово-цифровых) специализированных (заказных) интегральных микросхем (СИМС)
  • Перевод проектов из ПЛИС в СБИС
  • Развитие методов и средств для автоматизированного проектирования интегральных схем
  • Подготовка кадров для создания электронной компонентной базы нового поколения
  • Изготовление разработанных интегральных микросхем на зарубежных фабриках по КМОП технологиям с проектными нормами до 28 нм
  • Разработка методик и проведение измерений опытных образцов микросхем
  • Проектирование и внедрение печатных узлов считывающей электроники для многоканальных детекторов ряда национальных и международных экспериментов на ускорителях
  • Организация и участие в престижных тематических мероприятиях

Проведение тренинговых занятий в рамках организованного "VI Всероссийского научно-методического семинара по автоматизированному проектированию интегральных микросхем", проведенного с 6 по 8 декабря 2016 года в НИЯУ МИФИ совместно с компанией Cadence

Фотография специализированной ИМС, предназначеной для считывания сигналов с GEM детекторов мюонной системы эксперимента CBM (FAIR, г. Дармштадт, Германия)

Используемое оборудование: зондовая станция Cascade

В нашей лаборатории:

Работают более 10 специалистов, занимающихся разработкой специализированных интегральных микросхем. Средний возраст специалистов не превышает 35 лет

2 доктора и 3 кандидата наук, 4 аспиранта

2 мощных вычислительных сервера компаний DELL и INTEL, на которых инсталлированы средства микро- и наноэлектронных САПР для осуществления сквозного маршрута проектирования специализированных интегральных микросхем (СИМС)

12 LINUX рабочих станций DELL в качестве графических терминалов для клиентской работы по проектированияю СИМС и учебной (тренинговой) работы со студентами и аспирантами.

Гигабитная локальная сеть организована на коммутационном оборудовании компании CISCO

Технологические библиотеки и отработанные маршруты проектирования для КМОП (БиКМОП) технологий проектного уровня 350 - 28 нм

Лицензионные средства для сквозного проектирования интегральных микросхем от ведущих мировых компаний:

- Cadence Design Systems

- Mentor Graphics

Контрольно-измерительная аппаратура, предназначенная для исследований в лабораторных условиях широкого спектра специализированных микросхем. Оборудование представлено от таких компаний, как:

- National Instruments

- Keysight Technologies

- FEK Delvotec

- Pace Worldwide

Проекты

Используемые технологии и сложность проектов

ЦИФРОВЫЕ СБИС:

АНАЛОГОВЫЕ ИМС:

Микросхема для кремниевых дрейфовых детекторов

Микросхема разработана по заказу ИКИ РАН и изготовлена по КМОП технологии AMS (Австрия) с проектной нормой 350 нм. Достигнуто высокое энергетическое разрешение канала 336 эВ (FWHM @ FeKα).

Микросхема для эксперимента CBM

Эксперимент CBM, один из основных экспериментов на строящемся около GSI (г. Дармштадт, Германия) ускорительном комплексе FAIR, предназначен для исследования сверхплотной ядерной материи, создаваемой в центральных столкновениях при взаимодействии выведенного пучка тяжелых ядер (вплоть до урана) с энергией 8–35 АГэВ (А – массовое число налетающих ядер) с ядрами мишени. Мюонная система эксперимента CBM построена на газовых электронных умножителях (GEM) - наиболее перспективных современных газовых детекторах. Лаборатория занимается разработкой считывающей микросхемы для мюонных камер. В ходе проекта были разработаны несколько прототипов считывающей микросхемы для CBM.

Микросхема для эксперимента "НУКЛОН"

Космический аппарат с научной аппаратурой НУКЛОН был выведен на околоземную орбиту в декабре 2014 года. Проект НУКЛОН предназначен для исследования космических лучей в диапазоне энергий 100 ГэВ – 1000 ТэВ, а так же спектров электронов от 20 ГэВ до 3 ТэВ. Главными характеристиками калориметрической системы являются линейность и динамический диапазон, который должен быть не менее 30 000 минимально-ионизирующих частиц (мип) с единичным зарядом. Для достижения этих характеристик, сотрудниками лаборатории по заказу НИИЯФ МГУ была разработана 32-х канальная специализированная интегральная микросхема (СИМС), имеющая уникальный динамический диапазон 1 - 40 000 мип, отношение сигнал/шум 2,5 при 2 мкс времени формирования сигнала и низкой потребляемой мощностью 1,5 мВ/канал. Описание микросхемы представлено на стр. 25 в отчете за 2009 г. европейской организации Europractice.

Микросхема интеллектуального датчика давления

Микросхема разработана по заказу ФГУП ВНИИА им. Духова и изготовлена по кремний-германиевой 350 нм БиКМОП технологии компании AMS (Австрия). Размер кристалла – 3640 × 1725 мкм2. Диапазон рабочих температур от -60 до +70C. Потребляемая мощность – 3 мВт. Описание микросхемы представлено на стр. 17-18 в отчете за 2011 г. европейской организации Europractice.

Учебно-методические мероприятия

Лаборатория занимается организацией как частных, так и открытых регулярных Всероссийских научно-методических семинаров. Цель семинаров – ознакомление с методологией автоматизированного проектирования смешанных (аналого-цифровых) интегральных микросхем с использованием новейших программных продуктов из передовых микроэлектронных САПР. Одной из важных частей Семинаров традиционно являются практические (тренинговые) занятия как экспертного, так и начального уровней. Для проведения семинаров привлекаются хорошо распознаваемые в мире ученые и специалисты, занимающиеся проектированием специализированных микросхем для аппаратуры физического эксперимента.

VII Всероссийский научно-методический семинар по автоматизированному проектированию интегральных микросхем

Новый в серии семинар будет проведен в НИЯУ МИФИ с 12 по 14 декабря 2017 г. совместно с американской компанией Cadence (сайт мероприятия http://cad.mephi.ru). По результатам прохождения тренинговых занятий планируется выдача сертификатов о прохождении профессиональной подготовки по средствам проектирования Cadence.

Публикации

  • Development of a low-noise readout ASIC for Silicon Drift Detectors in high energy resolution X-ray spectrometry // Journal of Instrumentation, 2017 Vol. 12, No. 3
  • Complex function block of processing and transferring asynchronous data for the IC of reading out the signals of multichannel detectors // Journal of Physics: Conference Series, 2017 Vol. 798, No. 1
  • 5 bit current steering low power DAC for threshold voltage adjustment // Journal of Physics: Conference Series, 2017 Vol. 798, No. 1
  • Trends in integrated circuit design for particle physics experiments // Journal of Physics: Conference Series, 2017 Vol. 798, No. 1
  • Development of the multichannel data processing ASIC design flow // Journal of Physics: Conference Series, 2017 Vol. 798, No. 1
  • Approach to the design of monitoring buffer for read-out ASICs // Journal of Physics: Conference Series, 2017 Vol. 798, No. 1
  • Development of an analog read-out channel for time projection chambers // Journal of Physics: Conference Series, 2017 Vol. 798, No. 1
  • Challenges in QCD matter physics --The scientific programme of the Compressed Baryonic Matter experiment at FAIR // European Physical Journal A, 2017 Vol. 53, No. 3, Q3
  • The NUCLEON experiment. Results of the first year of data acquisition // Astroparticle Physics, 2017 Vol. 90, Q2 pp. 69-74
  • Readout channel with majority logic timestamp and digital peak detector for Muon Chambers of the CBM experiment // Journal of Instrumentation, 2016 Vol. 11, No. 12, Article Number: C12069, Q1
  • Asynchronous data readout system for multichannel ASIC // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • A low noise preamplifier for silicon drift detectors // Journal of Instrumentation, 2016 Vol. 11, No. 3, Article Number: C03028, Q1
  • Testing the prototype detectors for the muon tracking system of the CBM experiment at the CERN PS accelerator // Instruments and Experimental Techniques, 2016 Vol. 59, No. 1, Q3 pp. 53-59
  • Development and experimental study of the readout ASIC for muon chambers of the CBM experiment // Journal of Instrumentation, 2016 Vol. 11, No. 1, Article Number: C01084, Q1
  • Low-noise analog readout channel for SDD in X-ray spectrometry // Journal of Instrumentation, 2016 Vol. 11, No. 1, Q1
  • Architecture of the multichannel data-driven ASIC // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • High speed SLVS transmitter and receiver // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • ASIC for calorimetric measurements in the astrophysical experiment NUCLEON // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • Creating a parameterized model of a CMOS transistor with a gate of enclosed layout // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • The read-out ASIC for silicon drift detectors // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • Development of the read-out ASIC for muon chambers // INTERNATIONAL CONFERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ASTROPHYSICS (ICPPA-2015), 2016 Vol. PTS
  • The NUCLEON space experiment present status // Proceedings of Science, 2015 Vol. 30-July-2015
  • Testing the prototype detectors for the muon tracking system of the CBM experiment on the proton beam of the PNPI accelerator at high counting rates // Instruments and Experimental Techniques, 2015 Vol. 58, No. 6, Q3 pp. 726-731
  • The NUCLEON space experiment // EPJ Web of Conferences, 2015 Vol. 105
  • A study of the coordinate gas-filled detectors based on the Micromegas and Micromegas plus GEM/TGEM technologies for the muon tracking system of the CBM experiment // INSTRUMENTS AND EXPERIMENTAL TECHNIQUES, 2015 Vol. 58, No. 5, Q3 pp. 602-611
  • New approach to preamplifier-shaper design // Journal of Instrumentation, 2015 Vol. 10, No. 4, Q1
  • A procedure for optimizing the power consumption of a charge-sensitive amplifier // INSTRUMENTS AND EXPERIMENTAL TECHNIQUES, 2015 Vol. 58, No. 3, Q3 pp. 367-371
  • A study of the coordinate gas-filled detectors based on the GEM and TGEM technologies for the muon tracking system of the CBM experiment // Instruments and Experimental Techniques, 2015 Vol. 58, No. 2, Q3
  • The read-out ASIC for the Space NUCLEON project // Journal of Instrumentation, 2015 Vol. 10, No. 4, Article Number: C04005, Q1
  • The NUCLEON space experiment for direct high energy cosmic rays investigation in TeV-PeV energy range // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2015 Vol. 770, Q1 pp. 189-196
  • NUCLEON ASIC and ladder electronics for cosmic ray experiments // JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2015 Vol. 10, Article Number: C04042, Q1
  • Development of the read-out ASIC for muon chambers of the CBM experiment // Journal of Instrumentation, 2015 Vol. 4, No. 10, Article Number: C04006, Q1
  • A preamplifier for the muon system of the CBM experiment // Instruments and Experimental Techniques, 2014 Vol. 57, No. 3, Q3 pp. 286-290
  • Area-efficient low-power 8-bit 20-MS/s SAR ADC in 0.18?m CMOS // Proceedings of the International Conference on Microelectronics, ICM, 2014 pp. 451-454
  • Generalized case of direct current differential amplifier // Proceedings of the International Conference on Microelectronics, ICM, 2014 pp. 447-450
  • CBM Collaboration // Nuclear Physics A, 2014 Vol. 931, Q1 pp. 1222-1227
  • A multichannel ASIC for the tracking system of the CBM experiment // Russian Microelectronics, 2013, Vol. 42, No. 2, pp. 119-126

Результаты интеллектуальной деятельности

  • Патент на изобретение №2564956 «Формирователь сигналов амплитудного спектрометра ионизирующего излучения», зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10.09.2015 г.
  • Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы №2015630074 от 06.07.15 "Восьмиканальная интегральная микросхема считывания сигналов мюонных камер"
  • Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы №2015630086 от 01.09.15 "Интегральная микросхема сложнофункциональных блоков обработки сигналов лавинных газовых детекторов"
  • Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы №2015630075 от 07.07.15 "Интегральная микросхема четырехканального усилителя-формирователя для емкостных детекторов"
  • Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы №2015630079 от 21.07.15 "Интегральная микросхема малошумящего спектрометрического тракта обработки сигналов полупроводниковых детекторов"
  • Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы №2016630168 от 07.12.16 "Двухканальный амплитудно-временной тракт обработки сигналов лавинных газовых детекторов"
  • Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы №2012630037 от 07.03.12 "Специализированная микросхема для датчика давления"

Вакансии

Лаборатория заинтересована в привлечении к работе молодых квалифицированных сотрудников. Став сотрудником лаборатории вы сможете приобрести ценный практический опыт в разработке микросхем на всех этапах

Если вас заинтересовала одна из наших вакансий вы можете отправить свое резюме на e-mail: cad@mephi.ru с темой/пометкой "Отлик на вакансию"

В настоящий момент открыты следующие вакансии:

Инженер: з/п от 60 тыс. руб., высшее образование;

Научный сотрудник: з/п от 100 тыс. руб., степень кандидата наук

Приоритетные специальности

  • электроника и автоматика физических установок
  • микро- и наноэлектроника

Обязательные требования

  • возраст до 35 лет
  • документ о высшем образовании / об окончании аспирантуры по электронной и/или радиотехнической специальности
  • опыт работы в САПР компаний Cadence, Synopsys, Mentor Graphics

Рекомендуемые требования

  • знание маршрутов проектирования аналоговых и/или цифровых и/или смешанных аналого-цифровых СБИС
  • знание Verilog/SystemVerilog/Verilog AMS/VHDL, разработка и синтез топологии, верификация
  • знание вычислительных систем
  • навыки работы с Linux/Unix

Мы всегда рады новым сотрудникам!