国家“十五五”规划纲要指出，“聚焦战略必争领域和产业链供应链薄弱环节，采取超常规措施，全链条推动集成电路、工业母机、高端仪器、基础软件、先进材料、生物制造等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破。”
哈工程牢记习近平总书记殷殷嘱托，锚定国家重大战略急需，为服务高水平科技自立自强贡献智慧力量。
近日，哈工程信通学院/集成电路学院光电信息智能处理技术团队发表在《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》(TIM)的论文《A Novel Piezoelectric Hydrophone ASIC With Low Input Noise Floor》在工程学术领域出版物中引用次数排名前1%，入选ESI高被引论文。论文第一作者为博士研究生刘金朋，通讯作者为刘云涛副教授，哈尔滨工程大学为第一完成单位。
该研究面向水下低频环境的低噪声压电水听器专用集成电路（ASIC），为深海弱声信号探测、海洋资源勘探与水下目标监测提供核心芯片支撑，核心性能达到国际先进水平。
压电水听器是海洋探测、水下通信、目标跟踪与地形测绘的核心传感器，但其输出信号微弱、易被低频噪声淹没，传统读出电路存在1/f噪声大、电压波动明显、带负载能力弱等瓶颈，严重制约深海远距离、高精度探测能力。
针对上述难题，团队围绕低噪声、大动态、宽频带、小面积四大核心指标，提出基于相关双采样（CDS）+时分复用+斩波稳定的一体化模拟前端架构，攻克多项关键技术：创新设计时分复用电荷灵敏放大器（CSA），适配压电传感器高阻抗、大电容负载特性，有效抑制电缆电容与电荷泄漏影响；提出带斩波的全差分可编程增益放大器（TMFDPC），显著压制1/f噪声与输入失调，实现全周期连续输出，消除传统 PGA 半周期工作带来的电压波动噪声；研发双米勒补偿三级放大器（DMCTA）与带辅助增益的折叠共源极运放（FCOAG），在0.18 μm CMOS 工艺下实现大容性负载驱动与超低噪声兼顾，大幅降低功耗与芯片面积；采用优化开关结构，削弱时钟馈通（CF）与沟道电荷注入（CCJ）非理想效应，提升电路精度与稳定性。
IEEE TIM 是仪器与测量科学领域国际公认顶级期刊，聚焦传感器、精密测量、信号采集与仪器系统的原创突破，研究成果广泛应用于海洋工程、工业检测、航空航天与环境监测等领域。该研究将低噪声电路与水听器专用 ASIC 深度融合，首次实现压电水听器读出芯片在亚微伏级噪声、超低频工作与大负载驱动的协同突破，可为下一代 MEMS 压电水听器、矢量水听器、岸基/船基/潜器载海洋监测系统提供国产化核心芯片方案，助力我国海洋装备向高精度、低功耗、小型化、自主可控方向升级。
