工研院学术系列讲座第一讲

　　本期报告人

　　徐佳伟半岛·BOB体育官方网站

　　徐佳伟，复旦大学微电子学院研究员、博士生导师、IEEE Senior Member。其硕士和博士毕业于荷兰代尔夫特理工大学（TU Delft）微电子系，在欧洲微电子研究中心（imec）有超过12年的工作经验，历任模拟电路工程师，研究员，资深研究员和项目经理。2018年11月作为引进人才加入复旦大学微电子学院，研究主要方向为面向智能医疗应用的低功耗模拟前端芯片设计，智能传感器接口芯片，高精度模拟放大器和模数转换器。主持和参与多项工业界芯片设计和欧盟科研项目，其中两款芯片产品已实现量产并分别应用在医疗和智能手环产品中，共有30篇以上论文发表在国际集成电路一流会议和期刊（ISSCC,JSSC,VLSIC，ESSCIRC, CICC等），申请美国和欧洲专利8项。

　　本次报告，徐佳伟老师着重介绍了基于可穿戴应用的医疗模拟前端芯片，结合产品设计实例，如干电极脑电波采集，多参数生理信号采集（ECG，PPG，BioZ，GSR等），高精度模拟放大器和ADC，对未来的研究方向进行了探讨。

　　为增强工研院学术氛围，促进学生与老师之间的交流，引导学生捕捉前沿知识，2019年3月26日，工研院学术系列讲座正式开讲。本次讲座邀请了复旦大学微电子学院研究员徐佳伟，为工研院师生带来了一场关于低功耗健康医疗模拟前端芯片的精彩报告。

　　随着人们对医疗水平的更高期望，以及微电子技术的快速发展，可穿戴甚至可植入式新型医疗设备逐渐成为研究热点。作为医疗设备小型化和高性能的关键技术，超低功耗健康医疗模拟前端芯片负责各种人体生理信号的采集并决定着整个系统的综合性能。然而，模拟前端芯片往往受到来自测量环境的各种干扰和电池容量的限制，如何用低功耗实现医疗级别的生理信号采集是最大的挑战。半岛·BOB体育官方网站

　　根据《“健康中国2030”规划纲要》,中国的健康服务市场正处于“规模”向“价值”的变革之中，而且在发展的大潮流下医疗产业逐渐与新技术融合。因此，目前阶段徐佳伟老师认为基于智能医疗设备的慢性疾病管理是未来信息科技与医疗产业结合的一个方向，该方向至少包括两个方面：1、移动医疗，可穿戴设备；2、精准医疗，人工智能。接着徐老师着重介绍了几个关于前端模拟芯片在可穿戴设备应用上的实例，主要分为脑电波芯片、多功能健康监测芯片以及模拟放大器等的方向。并分别介绍了其中的技术难点以及目前相关研究的进展，同时展示了学术界和工业界一些最先进的成果。在关于脑电波展示中，徐老师提到他们课题组之前发表的成果——干电极脑电波(EEG)采集芯片。该芯片打破了以往脑电波采集需要在皮肤电极间注入电极胶才能采集脑电波信号的劣势，不仅可以大大缩短采集脑电波信号的时间，提高用户舒适度，并且芯片可以做到在超低功耗下运行。而未来脑电波芯片的研究中面临的主要问题是多参数采集（EEG、fNIRS、EIT等）、片上系统SoC集成以及高精度的模拟前端（>18bit）等，这也是脑电波芯片下一步的发展方向。他表示，在这些不同具体应用的场景之中，所有的问题都可以归结于更低功耗和更精确智能地采集信号上，而其研究的长期目标即是超低功耗智能医疗片上系统SoC，利用微电子集成电路设计的学科优势实现医疗芯片的模块化以及功耗、尺寸、安全性等的优化。为了实现完整医疗系统的长期目标，要充分利用双一流学科建设的医工结合平台上完整的芯片和系统开发，以及生物医学研究和临床应用的资源。复旦微电子学院和专用集成电路与系统国家重点实验室已经在超低功耗生理信号芯片上有了很好的技术积累。

　　讲座现场

　　互动交流

　　报告结束后，研究生就前端模拟信号采集时大信号致ADC饱和、两个或者多个电极测量生物阻抗信号、基于电化学的体液测量等问题请教徐老师。徐老师针对大家的提问一一进行了深入的解答与交流。徐老师更是结合了他的求学经历，跟大家分享了科研经验。他认为科研过程中有困难的地方往往是可以创新的契机，因为同样的问题别人也会遇到。换个角度思考，应当为创新机会的来临而高兴。徐老师回忆道，最初在做脑电波芯片时也遇到了噪声大于预期等一系列问题，所幸他没有因为要赶进度就匆忙绕过去，而是静下心来研究最根本的原因。最终他发现了放大器电流噪声的新理论，通过流片验证了之前的假设，成果也被邀请发表在集成电路领域顶级期刊（JSSC）。

　　工研院甘中学副院长和徐晓创副院长也来到现场与同学们交流。今后工研院将会更多地开展此类讲座，打造一个开放的交流平台，为大家带来更多前沿性的科研资讯。本次讲座让同学们对医疗模拟前端芯片有了更深入的了解，徐佳伟老师谦虚谨慎的科研态度也让同学们受益匪浅。

　　主办单位：复旦大学工程与应用技术研究院

　　承办单位：复旦大学工研院研究生会

　　编辑：复旦大学工研院研会宣传部