Кеннет Л. Шепард - Kenneth L Shepard

Кеннет Л. Шепард
РодившийсяМай 1966 г. (1966-05-08)
Брин Мор, Пенсильвания, Пенсильвания
НациональностьСоединенные Штаты
Альма-матерУниверситет Принстона
Стэндфордский Университет
Известенэлектротехника, биомедицинская инженерия, нанобиотехнология
Научная карьера
ПоляЭлектротехника, Биомедицинская инженерия, Нанотехнологии
УчрежденияКолумбийский университет

Кеннет Л. Шепард американец инженер-электрик, наноученый, предприниматель и семья Лау Профессор электротехники и биомедицинской инженерии в Колумбийская школа инженерии и прикладных наук (Колумбия).[1]

Шепард родился в Брин Мор, Пенсильвания.

Он получил степень бакалавра наук от Университет Принстона, Принстон, штат Нью-Джерси, в 1987 году. Он был назван прощальным выпускником своего выпускного класса, а также получил Пхи Бета Каппа приз за высшую академическую успеваемость.[2] После окончания Принстона он продолжал посещать Стэндфордский Университет, Стэнфорд, Калифорния. где он получил степень магистра электротехники и докторскую степень в области электротехники (с небольшой степенью по физике) в 1988 и 1992 годах соответственно. Его исследования финансировались стипендией Фонда Fannie and John Hertz.[3] Его докторское исследование также финансировалось за счет специального гранта "Творчество в инженерии" Национального научного фонда.[4] сосредоточены на физике наноразмерных устройств. Он был награжден Фонд Герца Премия за докторскую диссертацию в 1992 году присуждается ежегодно лучшей кандидатской диссертации среди стипендиатов Hertz.[5]После получения докторской степени доктор Шепард присоединился к IBM. Исследовательский центр Томаса Дж. Уотсона в Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк, где он стал научным сотрудником отдела проектирования СБИС. В IBM он отвечал за методологию проектирования первых высокопроизводительных КМОП-микропроцессоров IBM для мэйнфрейма S / 390, G4.[6] Эта методология проектирования стала основой для последующих разработок микропроцессоров в IBM. Он получил награды IBM Research Division Awards в 1995 и 1997 годах за свой вклад в команду проекта S / 390 G4.

Предпринимательская деятельность

В 1997 году доктор Шепард покинул IBM, поступил в Колумбийский университет и одновременно стал соучредителем CadMOS Design Technology, стартапа EDA.[7]CadMOS является пионером PacifIC и CeltIC, первых инструментов для крупномасштабного анализа шума цифровых интегральных схем.[8] Успех PacifIC и CeltIC привел к тому, что Cadence приобрела CadMOS в 2001 году.[9]

В 2012 году доктор Шепард стал соучредителем частной венчурной компании Ferric Semiconductor из Нью-Йорка, которая использует запатентованные тонкопленочные катушки индуктивности для повышения эффективности преобразования энергии в интегрированных схемах.[10][11] В настоящее время он является техническим советником и председателем правления Ferric. В 2014 году Ferric был включен в список самых горячих стартапов «Кремния 60» по версии EE Times.[12]

Вклад в науку и технику

Одномолекулярные электронные методы биомолекулярного анализа

Доктор Шепард и его лаборатория проделали новаторскую работу по использованию методов электронного обнаружения для исследования свойств одиночных молекул с высокой пропускной способностью. Сюда входят методы, использующие для обнаружения нанопоры, каналы биологических ионов и наноразмерные транзисторы с открытыми затворами.[13][14][15][16]

Другие интерфейсы между интегральными схемами CMOS и биологическими или биомолекулярными системами.

Это включает новаторские работы по электрохимической визуализации.[17] и флюоресцентные изображения,[18] включая методы визуализации окислительно-восстановительных соединений, выделяемых бактериями, и безфильтровые подходы к флуоресцентной визуализации с использованием однофотонных лавинных фотодиодов с интегрированной КМОП-схемой Гейгера.[19] Другая работа была сосредоточена на взаимодействии липидных бислоев и нервной ткани in vitro с интегральными схемами КМОП.[20]

Силовая электроника

Профессор Шепард и его ученики проделали обширную работу в области интегрированной силовой электроники, включая методы интеграции силовых индукторов магнитного сердечника в процесс CMOS. Доктор Шепард основал Ferric, Inc. в 2012 году с целью коммерциализации этого подхода, который сейчас внедряется в промышленное производство TSMC, крупнейшим в мире производителем полупроводников.[21][22][23][24]

Электронные устройства, использующие 2D-материалы

Он и его аспиранты проделали новаторскую работу по использованию недавно открытых двумерных электронных материалов, в первую очередь графена, в электронных устройствах. Это включало основополагающие статьи о работе полевых транзисторов в графене,[25] об использовании нитрида бора в качестве диэлектрика затвора для графена,[26] и об использовании транзисторов на основе графена для гибкой электроники[27][28]

Разработка новых методов автоматизированного проектирования (САПР) для проектирования интегральных схем, а также новых подходов к проектированию

Это включало изобретение метода статического анализа шума для анализа целостности сигнала в интегральных схемах и методов выделения паразитов. Эта работа легла в основу стартапа CadMOS DesignTechnology, основанного доктором Шепардом в 1997 году.[29] Последняя работа легла в основу методик, используемых в настоящее время в инструментах САПР от Cadence и Mentor.[30] Он и его ученики также проделали новаторскую работу по развитию резонансной синхронизации, включая патент на эту технику, которая широко используется в промышленности.[31][32]

Рекомендации

  1. ^ http://engineering.columbia.edu/kenneth-l-shepard- named-lau-family-professsor-electrical-engineering
  2. ^ http://theprince.princeton.edu/princetonperiodicals/cgi-bin/princetonperiodicals?a=d&d=WeeklyBulletin19870622-01.2.5&srpos=12&e=-------en-20--1--txt-txIN-Kenneth + Л. + Шепард ------
  3. ^ http://hertzfoundation.org/dx/fellows/fellow_profile.aspx?d=10139
  4. ^ http://theprince.princeton.edu/princetonperiodicals/cgi-bin/princetonperiodicals?a=d&d=WeeklyBulletin19870622-01.2.5&srpos=12&e=-------en-20--1--txt-txIN-Kenneth + Л. + Шепард ------ #
  5. ^ http://hertzfoundation.org/dx/awards/thesis_winners.aspx
  6. ^ Shepard, K.L .; Кэри, S .; Beece, D.K .; Хэтч, р .; Нортроп, Г. (1997). «Методология проектирования высокопроизводительного микропроцессора G4 S / 390». Труды Международной конференции по компьютерному проектированию СБИС в компьютерах и процессорах. С. 232–240. Дои:10.1109 / ICCD.1997.628873. ISBN  0-8186-8206-X.
  7. ^ http://www.thefreelibrary.com/CadMOS+Secures+$5+Million+in+Second+Round+Funding%3B+Andrew+Yang+Added...-a058429306
  8. ^ http://www.thefreelibrary.com/Texas+Instruments+Successfully+Performs+Noise+Immunity+Validation+of...-a059999407
  9. ^ http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1215502
  10. ^ http://www.ferricsemi.com/company/
  11. ^ Стуркен, Ной; Дэвис, Райан; Ву, Хао; Лекас, Майкл; Шепард, Кеннет; Cheng, K. W .; Chen, C.C .; Вс, Ю. С .; Tsai, C.Y .; Wu, K. D .; Wu, J. Y .; Wang, Y.C .; Лю, К. С .; Hsu, C.C .; Chang, C.L .; Hua, W. C .; Кальницкий, Алексей (2015). «Магнитные тонкопленочные индукторы для монолитной интеграции с КМОП». IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2015 г.. С. 11.4.1–11.4.4. Дои:10.1109 / IEDM.2015.7409676. ISBN  978-1-4673-9894-7.
  12. ^ http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1323068
  13. ^ Sorgenfrei S, Chiu CY, Gonzalez RL Jr, Yu YJ, Kim P, Nuckolls C, Shepard KL. Детектирование кинетики гибридизации ДНК без использования меток с помощью полевого транзистора из углеродных нанотрубок. Nat Nanotechnol. 2011 Февраль; 6 (2): 126-32. PMID  21258331; ЧВК  3783941.
  14. ^ Sorgenfrei S, Chiu CY, Johnston M, Nuckolls C, Shepard KL. Дебаевское экранирование в полевых сенсорах на основе одномолекулярных углеродных нанотрубок. Nano Lett. 2011, 14 сентября; 11 (9): 3739-43. PMID  21806018; ЧВК  3735439.
  15. ^ Розенштейн Дж. К., Вануну М., Торговец Калифорния, Drndic M, Шепард К.Л. Интегрированная платформа для измерения нанопор с временным разрешением менее микросекунд. Нат методы. 2012 18 марта; 9 (5): 487-92. PMID  22426489; ЧВК  3648419.
  16. ^ Розенштейн Дж. К., Рамакришнан С., Роземан Дж., Шепард К. Л.. Запись одиночного ионного канала с помощью липидных мембран с заякоренными КМОП-матрицами. Nano Lett. 2013 12 июня; 13 (6): 2682-6. PMID  23634707; ЧВК  3683112.
  17. ^ Левин П.М., Гонг П., Левицки Р., Шепард К.Л. Активная матрица сенсоров CMOS для электрохимического биомолекулярного обнаружения. Журнал IEEE по твердотельным схемам. 2008 август; 43 (8).
  18. ^ Хуанг Т.С., Соргенфрей С., Гонг П., Левицки Р., Шепард К.Л. КМОП-матричный сенсор 0,18 мкм для интегрированного обнаружения флуоресценции с временным разрешением. Журнал IEEE по твердотельным схемам. 2009 Май; 44 (5): 1644-1654. PMID  20436922; ЧВК  2860634.
  19. ^ Поле РМ, Реалов С, Шепард КЛ. Флуоресцентный формирователь изображения на основе времени жизни на основе однофотонной корреляции со скоростью 100 кадров в секунду и CMOS-разрешением 130 нм. Журнал IEEE по твердотельным схемам. 2014 02 января; 49 (4).
  20. ^ Беллин Д.Л., Сахтах Х., Розенштейн Дж. К., Левин П. М., Тимот Дж., Эммет К., Дитрих Л. Е., Шепард К. Л.. Электрохимический датчик на основе интегральной схемы для обнаружения окислительно-восстановительных метаболитов в биопленках с пространственным разрешением. Nat Commun. 2014; 5: 3256. PMID  24510163; ЧВК  3969851.
  21. ^ Sturcken N, Petracca M, Warren S, Mantovani P, Carloni LP, Peterchev AV, Shepard KL. Интегрированный стабилизатор напряжения с переключаемым индуктором, нелинейной обратной связью и нагрузкой "сеть на кристалле" в 45 нмSOI. Журнал IEEE по твердотельным схемам. 2012 август; 47 (8).
  22. ^ Стуркен Н., О'Салливан Е., Ван Н., Хергет П., Уэбб Б., Романкив Л., Петракка М., Дэвис Р., Фонтана Р., Декада Г., Кимиссис I, Петерчев А., Карлони Л., Галлахер В., Шепард К. Л.. Интегрированный регулятор напряжения 2.5D, использующий индукторы со связанными магнитными сердечниками на кремниевом переходнике. Журнал IEEE по твердотельным схемам. 2013 Январь; 48 (1).
  23. ^ Дэвис Р.П., Ченг С., Стуркен Н., Бейли В.Е., Шепард К.Л. Спаренные индукторы с многослойными сердечниками из CoZrTz / SiO2 с перекрестной анизотропией. IEEE Transactions on Magnetics. 2013 июль; 49 (7).
  24. ^ Тьен К., Стуркен Н., Ван Н., На Дж., Данг Б., О'Салливан Е., Андри П., Петракка М., Карлони Л., Галлахер В., Шепард К.Л. Многофазный стабилизатор напряжения 3D с КПД 82% с встроенными магнитными индукторами. Технология СБИС (VLSI Technology), Симпозиум 2015 г .; 2015 июнь; Киото, Япония.
  25. ^ Meric I, Han MY, Young AF, Ozyilmaz B, Kim P, Shepard KL. Насыщение тока в графеновых полевых транзисторах с нулевой запрещенной зоной и верхним затвором. Nat Nanotechnol. 2008 ноя; 3 (11): 654-9. PMID  18989330.
  26. ^ Дин С.Р., Янг А.Ф., Мерик И., Ли К., Ван Л., Соргенфрей С., Ватанабе К., Танигучи Т., Ким П., Шепард К.Л., Хоун Дж. Нитрид бора подложки для высококачественной графеновой электроники. Nat Nanotechnol. 2010 Октябрь; 5 (10): 722-6. PMID  20729834.
  27. ^ Петроне Н, Мерик I, Хон Дж., Шепард К.Л. Графеновые полевые транзисторы с усилением мощности гигагерцового диапазона на гибких подложках. Nano Lett. 2013 9 января; 13 (1): 121-5. PMID  23256606.
  28. ^ Ван Л., Мерик И., Хуан П. Я., Гао Ц., Гао И., Чан Х, Танигучи Т., Ватанабэ К., Кампос Л. М., Мюллер Д. А., Го Дж., Ким П., Хон Дж., Шепард К. Л., Дин С. Р.. Одномерный электрический контакт с двухмерным материалом. Наука. 2013 1 ноября; 342 (6158): 614-7. PMID  24179223.
  29. ^ Shepard, K.L .; Narayanan, V .; Роуз, Р. (1999). «Гармония: Статический анализ шума глубоких субмикронных цифровых интегральных схем». IEEE Transactions по автоматизированному проектированию интегральных схем и систем. 18 (8): 1132–1150. Дои:10.1109/43.775633.
  30. ^ Shepard, K.L .; Чжун Тянь (2000). «Индуктивности с обратным ограничением: практический подход к извлечению индуктивности на кристалле». IEEE Transactions по автоматизированному проектированию интегральных схем и систем. 19 (4): 425–436. Дои:10.1109/43.838992.
  31. ^ Chan, S.C .; Shepard, K. L .; Рестле, П. Дж. (2005). "Глобальные тактовые импульсы с однородной фазой и равномерной амплитудой резонансной нагрузки". Журнал IEEE по твердотельным схемам. 40 (1): 102. Bibcode:2005IJSSC..40..102C. Дои:10.1109 / JSSC.2004.838005.
  32. ^ https://www.google.com/patents/US7015765