UPT

La baza lumii digitale: cum chip design-ul dă formă viitorului

Într-un laborator din Universitatea Politehnica Timișoara, se proiectează viitorul. La propriu. Aici, într-o rețea de simulări complexe și echipamente de ultimă generație, se nasc microcipuri - invizibile ochiului, dar esențiale vieții noastre digitale.

Chip design. Un domeniu care nu spune mare lucru pentru cei mai mulți dintre noi. Dar pentru Magdalena Marinca, doctorandă și asistent universitar la Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologii Informaționale, este mai mult decât o carieră, este o vocație.

„Este ramura care stă la baza lumii digitale moderne. Fără chipuri, nu am avea telefoane, laptopuri, echipamente medicale sau mașini inteligente”.

Ce este chip design-ul și de ce e atât de important azi?

Chip design-ul înseamnă proiectarea circuitelor integrate — adică creiere electronice care controlează aproape orice dispozitiv modern. În fiecare smartphone, mașină electrică sau aparat RMN există un microcip proiectat cu grijă. În cazul Magdalenei, cercetarea se concentrează pe o clasa specială de microcipuri: amplificatoare operaționale de zgomot redus, cunoscute și ca chopper amplifiers”. Acestea amplifică semnale extrem de slabe, cum sunt cele produse de creier, inimă sau mușchi.  Fără ele, aparatele de diagnosticare medicală de înaltă precizie nu ar exista.

„Lucrez la îmbunătățirea performanței acestor cipuri pentru aplicații biomedicale. Este un domeniu de graniță între electronică și sănătate”.

Principalelor semnale medicale care necesită utilizarea amplificatoarelor de zgomot redus sunt:

  • EEG (Electroencefalogramă): măsoară activitatea electrică a creierului, utilizată în diagnosticul afecțiunilor neurologice.
  • ECG (Electrocardiogramă): înregistrează activitatea electrică a inimii, esențială pentru identificarea problemelor cardiace.
  • EMG (Electromiogramă): detectează activitatea electrică a mușchilor, folosită pentru evaluarea funcției musculare și nervoase.

De la UPT la Europa tehnologică

Activitatea Magdalenei se desfășoară în cadrul programului IPCEI ME1 PhD, coordonat de compania Infineon Austria. Accesul la expertiză internațională, traininguri avansate și tehnologiile de vârf o ajută să proiecteze cipuri competitive la nivel global. În paralel, UPT este partener în IPCEI ME/CT, un proiect european strategic care dezvoltă ecosistemul microelectronic în România. Alături de companiile NXP Semiconductors și Continental, universitatea contribuie la formarea unei generații de specialiști în chip design.

Nu doar simulări: performanțe și premiere

În timpul doctoratului, Magdalena a analizat performanțele circuitelor proiectate în simulatoare precum Synopsys și Cadence, evaluând parametri esențiali pentru aplicațiile medicale. Printre acești parametri se numără:

  • CMRR – capacitatea circuitului de a respinge zgomotul comun
  • PSRR – rezistența la variațiile sursei de alimentare
  • SR (slew-rate) – viteza de răspuns la variații bruște ale semnalului
  • ICMR – intervalul de funcționare pe mod comun la intrare

Performanțele obținute au condus-o pe Magdalena la câștigarea Premiului de Excelență în Cercetare din partea Universității Politehnica Timișoara (UPT), ca recunoaștere a contribuțiilor sale semnificative în domeniul cercetării. În prezent, Magdalena se află într-o nouă etapă a cercetării sale, lucrând la etapa de layout a circuitelor, pregătind publicarea rezultatelor obținute și planificând participarea la conferințe de specialitate.

„Am primit premiul de Excelență în Cercetare din partea UPT pentru activitatea de cercetare desfășurată în timpul anilor de studiu. Acum urmează etapa de layout, publicarea rezultatelor și participarea la conferințe de specialitate”. 

Un chip cu suflet: omul din spatele științei

Printre hobby-urile Magdalenei Marinca atunci când nu proiectează circuite, se numără cititul, călătoritul sau sportul: „Sportul îți dă disciplină, cititul îți dezvoltă gândirea. Toate contribuie la cercetare”. Iar cercetarea ei contribuie la viitorul nostru. Un viitor în care România nu mai este doar consumatoare de tehnologie, ci și creatoare de soluții inovatoare pentru chip design.

Mesajul transmis de Magdalena Marinca pentru viitorii studenți este:

„Chip design-ul înseamnă să contribui la dezvoltarea lumii digitale. Îți oferă șansa să creezi ceva real, cu impact, și să te dezvolți pe toate planurile – profesional și personal”.