Temperature-Compensated Multi-Level CMOS Modulators Operating From 10 K to 300 K for Cryogenic Interconnects
Notice bibliographique
Résumé
This work presents temperature-compensated cryogenic complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) modulators operating over a 10 K to 300 K temperature range, suitable for intra- and inter-thermal cryogenic communications. Conventional metal-based coax cables suffer from a fundamental trade-off between thermal load and frequency-dependent attenuation, where lower thermal load results in higher electromagnetic attenuation. The recent surge in cryogenic high-performance computing and quantum computing has driven the demand for scalable cryogenic interconnect solutions. New techniques in optical fibers and millimeter-wave backscatter transceivers have demonstrated the ability to transport digital data between thermally isolated temperatures without the need for coaxial cables. Our new modulator can integrate (at the package or chip level) with millimeter-wave transmitters co-located on the same thermal condition while supporting bandwidth-efficient modulations such as multi-level pulse amplitude modulations. Based on this motivation, we implemented a current-steering 2-bit modulator in a 65-nanometer (nm) bulk CMOS process. The modulator achieves a data rate of 13 gigabits per second (Gb/s) while consuming 15.4 mW under a 1.2 V supply at 10 K, resulting in an energy efficiency of 1.18 picojoules per bit (pJ/b). In addition to previously demonstrated optical fibers and millimeter-wave backscatter, we implemented a 150 GHz (GHz) transmitter utilizing the same current-steering modulator scheme in a 28-nm CMOS process. We established contactless connections between thermally isolated systems operating at 10 K and 300 K, achieving a data rate of 8 Gb/s.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».