CryoCMOS联盟开发4K和77K晶体管模型，以实现CryoIP的开发

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由sureCore公司牵头的英国技术战略委员会资助的CryoCMOS创新联盟报告说，它已经成功地创造了新的PDK质量级的晶体管模型，其特点是4K和77K运作。SureCore正在利用这些技术开发关键基础IP，以便设计用于量子计算领域的低温控制ASIC。支持这一活动的关键是由比利时鲁汶-拉-纽夫的Incize进行的精确的低温测量。

www.eetrend.com/, May. 11, 2023 – 

该项目试图解决的是量子计算带来的挑战：有效控制量子比特，量子比特只能在低温下运行，通常在4K左右，在低温恒温器的范围内。操纵量子比特所需的控制单元通常位于低温恒温器之外，目前只能在接近室温的温度下工作。这是因为按规定硅芯片只在-40℃至125℃(233K至398K)下工作。连接两者需要昂贵而笨重的布线，除了固有的延迟影响外，所有量子比特所需的布线量对量子计算机扩展构成了根本障碍。

如果要实现量子计算的潜力，那么增加量子比特的数量是关键。唯一的解决方案是将控制单元与低温恒温器中的量子比特放在一起。然而，考虑到当前硅芯片的有限温度范围，这目前还无法实现。该项目的目的是了解和模拟在低温下晶体管性能的变化，产生一套重新定义的晶体管模型，然后使用这些模型设计CryoCMOS IP组合，以促进定制芯片的开发，这些芯片可以在低温下直接连接到低温恒温器内部的量子比特。

温度骤降影响晶体管的关键参数之一是阈值电压(Vt)。随着温度的降低，Vt大幅增加，推动晶体管选择低和超低Vt变体(LVt/SLVt)。为了进一步减轻这一设计挑战，本项目选择了GF 22nm FDSOI (22FDX)工艺节点。FDSOI是一种理想的技术选择，可以通过改变后偏置来调整阈值电压，从而实现最佳的低温设计。

获得精确的低温晶体管模型的关键是选择一个可以进行单独晶体管测量的合作伙伴。sureCore首席执行官Paul Wells表示:"我们之所以选择Incize，是因为它是少数几家专门从事低温恒温器条件下精确低温晶体管测量的商业公司之一。你不能在4K低温恒温器中随意重新排列芯片上的探测器。我们对从incise收到的测量数据的质量非常满意。"

Incize首席执行官Mostafa Emam评论道:"很高兴与sureCore和SemiWise在该项目中合作，提供我们的低温表征服务。Incize提供广泛的技术支持服务，包括广泛应用的表征和建模，以及针对高性能半导体器件的制造工艺优化。"

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