产业化成果：智能感知芯片与安全技术

以无人驾驶和机器人为代表的智能移动平台正处于爆发性增长的前夕，智能感知技术是各类应用平台的核心。激光成像雷达和红外成像系统作为能够获取目标物体距离/强度信息的光电探测系统，在该类平台中扮演着不可或缺的重要角色。另一方面，信息安全尤其是芯片安全直接影响了无人智能系统的应用场景。

项目介绍

01 激光雷达专用芯片与微系统设计

团队针对提高激光雷达系统集成度与可靠性，满足无旋转机械、厘米级实时测距的应用需求，通过开展高带宽高增益模拟前端、高精度时间数字转换器以及低功耗回波重建电路等关键电路设计技术的研究，研发高性能激光成像雷达模拟前端集成电路芯片，克服传统TDC架构与ADC架构带来的局限，能够在避免使用GHz级ADC的前提下，获得复杂环境下媲美传统架构的探测性能，为设计高集成度、低成本、自主可控的激光雷达系统奠定基础，并基于自研芯片开展低成本，高可靠以及高集成度的激光雷达成像系统的研发。

02 红外探测与成像专用芯片设计

团队结合航空航天、智能安防等领域的关键应用需求，成功研制多款红外探测器读出电路芯片。相关研究成果（覆盖硅基CMOS 180nm ~ 55nm多个工艺节点）可与各类主流探测器适配，完成组件设计，工作温区兼容常温至超低温。红外成像技术已在军事侦察、配电检查、安防监控、辅助诊断等诸多领域得到了广泛应用。

03 集成电路侧信道评测及防护技术

集成电路是构筑信息化、数字化和智能化社会的核心与关键，在工作过程中会产生功耗、延时及电磁等侧信道信息。这些物理信息反映了电路内部运行状态，攻击者可利用其获取安全芯片的密钥、数据流和硬件结构等敏感信息，设计者可以利用其分析芯片的安全性，测试者通过侧信道信息的一致性来检测硬件木马。在众多侧信道信息中，电磁信息包含了时间、空间及频谱等多维度特征，而且可以通过非接触方式进行测量，得到了愈发广泛的研究与应用。通过对电磁信息的精确测试与安全评估，可以实现集成电路侧信道安全的诊断与硬件木马电路的检出，真正做到“一手托两家”。

团队开发了一套面向信息安全的集成电路芯片级侧信道测评系统。该系统由电磁屏蔽暗室、三轴位移系统、近场微探头、显微成像系统、示波器、自主研发的ICSC-Analyzer软件等组成，可实现集成电路电磁侧信道信息的精密采集，采用数据降噪、曲线对齐处理方法，构建芯片级时域和频域电磁地图，内嵌自研的ICS-Analyzer软件，集成CEMA、DEMA、T-Test等侧信道安全分析算法，支持对AES、RSA、SM2、SM4及定制密码算法的侧信道信息安全评估；同时兼具聚类分析、支持向量机与径向神经网络等一致性分析算法，支持对芯片木马电路的细粒度识别，为提升集成电路设计的安全性保驾护航。该系统的整体架构如下图所示。

针对聚焦离子束（FIB）攻击等物理攻击造成的芯片安全威胁，提出高复杂度主动屏蔽层快速生成算法，研发了关键参数可配置的主动屏蔽层生成软件，大幅提高了芯片防御侵入式物理攻击的能力。

①具有自主知识产权的适用于大面积防护层的随机哈密顿回路快速生成算法，生成效率与传统方法相比提高700%；

②研发了主动屏蔽层生成软件，可以实现基于随机哈密顿回路的单通道防护层、并行多通道防护层等主动屏蔽层的快速生成。