近日,IEEE 国际电路与系统研讨会(ISCAS 2026) 在上海隆重召开。作为IEEE电路与系统学会旗舰会议,ISCAS是全球电路与系统领域规模最大、影响力最顶尖的学术盛会,汇聚了来自世界各地的专家学者、科研人员与产业代表,共同探讨前沿技术与发展趋势。原位先进器件中心团队积极参会,在高可靠模拟芯片与生物医疗电子领域发表7 项最新研究成果,并参与了会议组织工作。
本次会议期间,吕良剑副教授受邀担任AI-Assisted and Emerging Analog Circuits与RF and mm-Wave Front-End Circuits两个专题会场主席,主持学术交流、组织论文报告。
团队本次发表的7篇论文覆盖生物医疗电子、高速接口、模拟信号处理等高可靠集成电路设计方向:
1.微型无线多模态在体生理监测平台:针对现有光电化学监测设备体积庞大、功耗偏高,无法适配自由活动活体动物长期监测的行业痛点,本工作设计一款微型无线多模态生理监测平台。依托可重构读出电路搭配片上光刺激同步控制技术,实现多类生理传感信号一体化集成检测;同时创新占空比LED激发策略,在保障检测精度无损耗的前提下大幅降低光源模块功耗,为轻量化、低功耗在体生物电子监测提供了全新硬件解决方案。2024级博士研究生黄泽鹏为该论文第一作者。


2.高密度神经接口锋电位检测芯片:面向植入式脑机接口高密度、低功耗、高检测精度的发展需求,针对传统锋电位检测算法抗噪声能力弱、自适应性能差、硬件部署开销大等缺陷,提出基于能量比损失函数训练的短窗口卷积预加重检测方案。通过离线优化滤波系数实现神经信号增强与噪声抑制,同时采用移位加减、时分复用架构精简硬件电路,有效兼顾检测精度、芯片功耗与硬件面积,适配大规模高密度植入神经接口场景。2023级硕士研究生唐靖杰为该论文第一作者。


3.轻量级锋电位聚类框架:现有神经锋电位排序算法存在噪声鲁棒性不足、依赖人工参数调试的短板,主流深度学习方案又存在计算量过大、难以片上部署的难题。本工作搭建多尺度斜率检测结合轻量级CNN的端到端锋电位排序框架,依托极短采样窗口完成信号分类,无需依托完整波形信号与人工特征设计,整体模型参数量小、运算开销极低,可直接部署于资源极度受限的植入式脑机接口芯片中。2024级硕士研究生彭钰伦为该论文第一作者。


4.全MOS型纳安级高稳定电流基准源:纳安级电流基准是物联网、生物医疗及航天电子系统的核心基础模块,当前同类电路难以同时实现超低功耗、极小芯片面积与优异的工艺电压抗干扰能力。本次设计全MOS管架构的纳安级基准电流源,电路结构对工艺偏差、电源电压波动具备极强抑制能力,整体静态功耗极低且芯片占用面积极小,可为各类超低功耗模拟集成电路提供高稳定性偏置电流支撑。2024级硕士研究生单可鑫为该论文第一作者。


5.面向穿戴式应用的可配置SAR ADC:便携式医疗电子芯片不同工作模式对ADC采样速率、分辨率、功耗指标需求差异较大,传统SAR ADC无法兼顾噪声性能与功耗开销。本工作研发分辨率可配置的逐次逼近模数转换器,通过可配置DAC阵列、功耗噪声自适应比较器与低泄漏SAR控制逻辑,实现硬件参数动态适配,在保证信号采集信噪比的同时大幅降低整机功耗。2024级博士研究生倪杰明为该论文第一作者。


6.低抖动八相时钟发生器(复旦大学合作):面向AI算力芯片、高速存储接口对多相时钟低抖动、高精度、低功耗的严苛需求,传统环形振荡器时钟电路存在相位失真、带外噪声抑制能力不足的问题。本工作基于注入锁定环形振荡器架构,引入边沿替换与注入误差校正双重技术,有效抑制时钟相位偏差与高频噪声,可直接由低频参考时钟生成高频多相时钟,相位匹配度高、整体功耗优异,适配当下各类高速数字接口电路。复旦大学2020级博士研究生李思柔为该论文第一作者。


7.纳瓦级语音活动检测模拟前端(复旦大学合作):始终开启的端侧语音交互设备,对语音检测模拟前端的功耗、噪声、抗环境干扰能力提出极高要求。本工作创新模拟域特征提取方案,依托包络检测与过零检测电路直接提取语音幅度、频率核心特征,压缩后端信号处理带宽,无需后端数字电路复杂运算,实现纳瓦级极致低功耗运行,在嘈杂实际声场环境下依旧保持优异的语音识别准确率。复旦大学2024级硕士研究生王徐浩涵(原位先进器件中心2024届本科毕业生)为该论文第一作者。


参会期间,团队师生与全球同行深入交流,积极展示最新研究成果,探讨技术难点与前沿合作方向,全方位展示了团队在低功耗模拟电路、神经接口芯片、高速时钟电路、医疗专用ADC等方向的科研积淀,也推动了团队国际学术交流与跨校科研合作。
本次会议发表论文列表
1. Z. Huang, L. Yan, W. Gu, X. Wu, and L. Lyu, "A Miniaturized Wireless Multimodal Physiological In-Vivo Monitoring Platform Featuring Power-Efficient Photoelectrochemical Sensing," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.
2. J. Tang, Y. Peng, H. Bi, X. Wu, C. J. Shi, and L. Lyu, "An Optimized Pre-Emphasis Spike Detector for High-Density Neural Interfaces," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.
3. Y. Peng, W. Gu, J. Tang, L. Yan, X. Wu, and L. Lyu, "A Neural Spike Sorting Framework with Multi-Scale Slope Detection and Lite-CNN Classification," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.
4. K. Shan, J. Rui, Y. Wan, W. Gu, X. Wu, C. J. Shi and L. Lyu, "An All-MOS 1-nA Current Reference Insensitive to Process and Voltage Variations," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.
5. J. Ni, Y. Mao, W. Zhang, A. Gong, X. Wu and B. Liu, "A 10-MS/s Sub-0.1-mW Power Scalable SAR ADC with 10/12-bit Reconfigurable Resolution for Portable Ultrasound Systems," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.
6. S. Li, W. Zeng, K. Cao, L. Lyu, C. J. Shi and H. Min, "An Injection-Locked Eight Phase Clock Generator with Edge Replacement and Injection Error Calibration Achieving -253.7dB FOM_Jitter-N," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.
7. X. Wang, Z. Dong, X. Wu and L. Lyu, "A 51-nW Feature Extraction Analog Front-End for Voice Activity Detection," in IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Shanghai, China, 2026.