近日，上海交通大学密西根学院副教授卢旭阳课题组的2022级直博生赵雨田与2023级直博生蔡润青的研究论文《Spatial-Temporal Direct Digital Beamforming Power Amplifier with Enhanced Backoff Efficiency in a 24 GHz Phased Array》与《Fully Integrated Self-Propelling Microrobot in 180nm CMOS with Sub-GHz Parity-Time Symmetry On-Chip Energy Harvesting and Traveling Wave Electroosmosis Actuation》被集成电路领域的顶级会议2025 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 接收。赵雨田与蔡润青分别为各自文章第一作者，卢旭阳为文章通讯作者。
ISSCC (International Solid-State Circuits Conference) 国际固态电路会议始于1954年，由IEEE固态电路学会(SSCS) 举办，是世界学术界和工业界公认的集成电路设计领域最高级别会议，被认为是集成电路设计领域的“芯片奥林匹克大会”。每年吸引超过3000名来自世界各地工业界和学术界的参会者。上海交通大学2025年共3篇论文入选，其中两篇来自卢旭阳课题组。
赵雨田的研究专注于解决毫米波发射器在高阶调制传输中的两个关键挑战：退饱和效率（PBO）的下降和传统相控阵中移相器低效且体积庞大的问题。特别是在5G及未来通信系统中，峰均功率比（PAPR）通常在7-9.5 dB，这对发射器效率提出了很大考验。传统方法通常将波束成形和退饱和效率分开处理，基带波束成形会增加系统复杂性，而射频波束成形则容易出现失配和较大的信号损耗。
针对这些问题，论文提出了一种全新的时空波束成形功率放大器（ST-BPA），它能够同时进行移相和退饱和控制。此外，这种方法还可以结合Doherty放大器、包络跟踪或类推放大技术，进一步提升退饱和性能。
该项目使用180nm SiGe 工艺进行流片设计了单片4通道ST-BPA。在实验验证中，ST-BPA的工作频率覆盖18.9至24.4 GHz。实验结果显示：通过引入时间作为额外的调节维度，退饱和效率显著提升，峰值效率达到23%，在3 dB退饱和时效率为20%，6 dB时为16%，9 dB时为11%；针对所有不必要的谐波均被抑制了至少20 dB；成功实现了直接的数字相位控制，并在2芯片阵列中验证了这一能力；系统支持高达64QAM调制的通信链路。
蔡润青的论文提出了一种基于PT对称性的高鲁棒性无线输能方式以及全集成片上能量收集与行波电渗流推进器的可自主移动芯片。通过对发射端功率放大器负载的电压电流进行模拟域的相位比较，并调整相应的工作频率，优化由于不同线圈耦合条件下负载阻抗变化而导致的效率变化的问题，实现在不同耦合距离下较为一致的能量传输效率。片上集成行波电渗流推进器，能够驱动低离子浓度液体以微米级速度移动，从而获得推进力。该项目使用180nm SiGe 工艺进行流片设计，经过实验验证，基于PT对称性的变频策略能够获得优于固定频率策略的鲁棒性，芯片在低浓度KCl液体中也能获得微米级的移动能力。
作者介绍
赵雨田
上海交通大学密西根学院2022级电子科学与技术专业直博生，师从卢旭阳教授。研究领域为CMOS毫米波与太赫兹非互异性集成系统，集成光电芯片。
蔡润青
上海交通大学密西根学院2023级电子科学与技术专业直博生，师从卢旭阳教授，本科毕业于上海交通大学密西根学院。研究领域为芯片级无线输能以及集成光电芯片。
卢旭阳
上海交通大学密西根学院、交大电子工程系（双聘）副教授，博导，国家级青年人才。主要从事射频、毫米波、太赫兹、近红外光学集成电路设计，发表论文包括Nature Electronics，ISSCC，JSSC等。是毛军发院士射频异质异构集成全国重点实验室核心骨干，曾获IEEE Predoctoral Fellowship、福布斯30U30，上海交通大学小米学者等荣誉。
