【集成电路华为杯】第五届中国研究生创芯大赛-艾为电子企业命题
赛题一 适用于5G n77频段的可变增益低噪声放大器
赛题背景
随着5G技术的大规模商用，基于5G网络的手机型号层出不穷。作为科技行业的整体趋势，5G已毫无疑问成为 “兵家必争之地”。2019年10月31日，我国三大运营商中国移动、中国联通和中国电信公布了5G商用套餐，并于11月1日正式上线了5G套餐资费，这也标志着我国正式进入了5G商用时代。其中中国移动拥有n41和n79两个5G频段；中国电信和中国联通则共享n78频段：中国电信采用3400MHz-3500MHz，中国联通则是3500MHz-3600MHz；而日本和欧洲运营商所采用的主流频段为n77频段。对于移动设备而言，所兼容频段越多，其使用范围越广。为满足对国外主流n77频段的兼容需求，现提出适用于5G n77频段的可变增益低噪声放大器题目。
描述及要求
请按照设计指标，设计如下结构带有前置滤波器的可变增益低噪声放大器，其中滤波器和LNA都需要用硅基工艺实现，滤波器不推荐用分立器件实现。题目实现方式方式建议如下：
1)两颗Die封装集成的方式，两颗Die用金丝键合的方式链接，这里设定两颗Die之间的键合金丝电感值为0.5n,Q为20。
2)整个题目可以用一颗Die实现，即为需要在一颗Die上面实现Filter和LNA的集成。
设计指标：
工作频带：3.3~4.2GHz
工艺：不限（推荐90nm、65nm）
电源电压：1.8V
稳定性系数K：>1(0.1~10GHz)
输入回波损耗S11: <= -8dB
输出回波损耗S22：<= -10dB
封装：不考虑封装设计，如需用到键合线等可用理想模型替代。
不同增益档位下，功耗、噪声、输入1dB压缩点、输入3阶交调点指标如下：
G2模式
G1模式
G0模式
软硬件开发平台
硬件平台：无
软件平台：
电路仿真工具：Spectre，ADS，Momentum，HFSS等；
作品提交要求
1.需提供完整电路分析设计报告：
电路结构分析
电路参数指标分析及设计
电路后仿结果（路场仿真）
2.作品讲解及展示PPT；
3.作品展示视频。视频时长不超过10分钟，文件大小100MB以内。
评审点
设计完整性 (40分)
是否包含所有要求模块，该模块是否可以完成对应功能：
1）原理图：LNA、模拟电路、滤波器（15分）
LNA、模拟电路和滤波器联仿：前仿在指标范围内，可得相关项满分。结果误差小于30%，得相关项一半。误差大于30%，得0分。
2）EM：滤波器和LNA联合EM仿真建立（20分）
EM版图按照建模后版图大小、信号流走向作为考核标准。联仿bench按照建模的准确性判断。
3）Layout：版图布局（5分）
性能（30分）
作品设计性能是否满足指标要求：
后仿结果三档指标都满足要求得5分，只有G2/G1满足得4分，G2/G0档满足得3分，G1/G0或者只有G2档满足得2分,只有G2/G1/G0中任意一项满足得1分，都不满足得0分。
1) 增益：5分
2) 噪声系数：5分
3) 输入输出回波损耗：5分
4) 输入P1dB：5分
5) IIP3：5分
6) ICQ：5分
除以上评分标准外，对于上面六个评分指标可用以下FoMAW值来作为评估标准，FoM值越高，说明性能越好。其中norm值为设计指标中的Typical值，所计算FoMAW需体现在设计文档与汇报PPT中（包含G2/G1/G0三个档位）：
创新性（20分）
作品是否在设计中使用较为新颖设计或者使用较为新颖建模方式，使其模型更符合仿真结果。
可展示性（10分）
作品展示与汇报PPT重点突出、条理清晰。
赛题二 高压高带宽DC-DC BOOST设计
赛题背景
随着电子技术的不断发展，便携式智能设备的功能越来越丰富，对于智能设备的供电电源DC-DC BOOST供电能力，负载跟踪响应速度，功耗和效率提出了较高的要求，另外，在多电源应用中，为了防止电池系统异常，对于BOOST峰值限流电流精度提出了更高的要求，本课题着重设计高带宽(快速负载跟踪响应)、高精度峰值限流、高效BOOST。
描述及要求
电路：高压高带宽DC-DC BOOST
工艺：不限，推荐0.18um BCD 5V/16V 工艺
要求：
软硬件开发平台
硬件平台：无
软件平台：
电路仿真工具：ModelSim, VCS, Spectre等；
建模工具：MATLAB，Python，Simplis等
作品提交要求
高压高带宽DC-DC BOOST需提供完整电路分析设计报告：ⅰ电路结构分析 ii电路参数指标分析及设计 iii电路仿真结果
作品讲解及展示PPT。
作品展示视频。视频时长不超过10分钟，文件大小100MB以内。
评审点
设计完整性 (40分)
1）系统建模（15分）包括建模思路、建模结果等，若建模结果准确度高，则评分相应增加；
2）电路完整性（15分）要求：电路功能正常，至少包括BOOST电路（设计文档与汇报PPT中需明显体现Power管尺寸）；Bias和时钟可以采用理想源，也可以自行搭建Bias、时钟电路；电路完整性越高（包括Bias电路+时钟电路+BOOST电路），得分会相应提高。
3）仿真结果完整性（10分）仿真指标尽可能全，题干要求的指标项必须有仿真结果；尽可能覆盖多的仿真条件，包含PVT等。
性能（30分）
除以上单项指标考量外，需整体考虑带宽、效率、峰值电流偏差、输入电压下限、静态功耗五项指标，整体性能计算公式如下，其中norm值为设计指标中参考值，所计算FoMAW需体现在设计文档与汇报PPT中：
创新性（20分）
作品是否在设计中使用较为新颖设计或者使用较为新颖建模方式，使其模型更符合仿真结果。
可展示性（10分）作品展示与汇报PPT重点突出、条理清晰。
附加项（20分）除以上百分制基本要求外，对版图设计部分将额外给予附加分值：1）若能提交完整版图以及后仿结果，则给予额外加分；（10分）2）若后仿结果能满足题干要求，则本项得分会更高。（10分）
参考文献
Under the Hood of a DC/DC Boost Converter Brian T. Lynch；
DC_DC开关变换器的建模分析与研究 欧阳长莲 南京航空航天大学。
艾为电子企业命题专项奖设置
一等奖两队，奖金10 000元
二等奖四队，奖金5 000元
艾为电子企业命题答疑邮箱
icic@awinic.com
了解艾为电子
艾为拥有超过二十年专注IC设计和管理经验的核心团队，作为国内智能手机中数模混合信号、模拟、射频芯片产品的主要供应商之一，由艾为电子自主研发的声、光、电、射、手五大产品线，成立至今累计拥有六百余款自主知识产权的产品已被广泛应用于国内外手机及IoT品牌终端。艾为电子曾连续多年获评“十大中国IC设计公司”，艾为芯及艾为人的专业技术支持已获得业内各大客户的高度认可。未来，艾为电子将继续保持初心，持续在针尖大的地方不断超越，扎根本土、辐射全球，致力于打造“艾为芯·中国芯”这一坚实可靠的品牌形象。
中国研究生创“芯”大赛简介
中国研究生创“芯”大赛（简称“大赛”）由教育部学位管理与研究生教育司指导，中国学位与研究生教育学会（国家一级学会）、中国科协青少年科技中心主办，清华海峡研究院作为秘书处。作为中国研究生创新实践系列赛事之一，大赛聚焦国家战略需求，助力国家急需、重点发展领域高层次创新人才培养。针对“卡脖子”领域，由院士领衔专家委员会、知名学者、企业高管担任评委，是面向全国高等院校及科研院所在读研究生的一项团体性集成电路设计创意实践活动。鼓励办好研究生创新实践大赛”被写入教育部、国家发展改革委、财政部《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》，研究生获奖情况被研究生教育重要评估评审认可。
赛事宗旨为：创芯、选星、育芯。
大赛面向中国大陆、港澳台地区在读研究生（硕士生和博士生，含留学生）和已获得研究生入学资格的大四本科生（需提供学校保研、录取证明）及国外高校在读研究生。参赛队伍可提交集成电路芯片设计相关创意、创新或创业作品。大赛分为两级赛程：初赛和决赛。初赛分为自主命题和企业命题，评审采用网络或会议评审的方式进行,决赛为现场赛，采用答题、答辩及竞演相结合的方式进行。
2022年第五届大赛将在杭州萧山区举办，承办方为浙江大学杭州国际科创中心。决赛同期还将举办集成电路产业招聘会，集成电路学术论坛等活动，邀请来自学界及业界嘉宾分享经验，促进集成电路产学研融合及科技成果转化，促进产业创新创业生态、加强人才供需对接。
