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Kenneth L. Shepard

Kenneth L Shepard es un ingeniero eléctrico , nanocientífico , empresario estadounidense y profesor de la familia Lau de ingeniería eléctrica e ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Columbia (Columbia). [1] Tiene un nombramiento conjunto como profesor de Ciencias Neurológicas (en Cirugía Neurológica). [2] Shepard nació en Bryn Mawr, Pensilvania .

Recibió el título de BSE de la Universidad de Princeton , Princeton, NJ, en 1987. Fue nombrado mejor alumno de su clase de graduación y también recibió el premio Phi Beta Kappa por el más alto nivel académico. [3] Después de graduarse de Princeton, asistió a la Universidad de Stanford , Stanford, Ca. donde obtuvo los títulos de maestría y doctorado en ingeniería eléctrica (con una especialización en física), en 1988 y 1992, respectivamente. Sus estudios fueron financiados por una beca de la Fannie and John Hertz Foundation. [4] Su investigación de doctorado también fue financiada por una beca especial "Creatividad en ingeniería" de la National Science Foundation, [5] centrada en la física de dispositivos a nanoescala. Fue galardonado con el premio de tesis doctoral de la Fundación Hertz en 1992, otorgado cada año a la mejor tesis de doctorado entre los becarios Hertz. [6] Después de recibir su doctorado, el Dr. Shepard se unió al Centro de Investigación Thomas J. Watson de IBM en Yorktown Heights, Nueva York , donde se convirtió en miembro del personal de investigación en el Departamento de Diseño VLSI. En IBM, fue responsable de la metodología de diseño para los primeros microprocesadores CMOS de alto rendimiento de IBM para el mainframe S/390, el G4. [7] Esta metodología de diseño se convirtió en la base para los diseños de microprocesadores posteriores en IBM. Recibió premios de la División de Investigación de IBM en 1995 y 1997 por sus contribuciones al equipo del proyecto S/390 G4.

Actividades empresariales

En 1997, el Dr. Shepard dejó IBM, se unió a la Universidad de Columbia y simultáneamente cofundó CadMOS Design Technology, una empresa emergente de EDA. [8] CadMOS fue pionera en PacifIC y CeltIC, las primeras herramientas para el análisis de ruido a gran escala de circuitos integrados digitales. [9] El éxito de PacifIC y CeltIC llevó a Cadence a adquirir CadMOS en 2001. [10]

En 2012, el Dr. Shepard cofundó Ferric Semiconductor, una empresa privada de la ciudad de Nueva York respaldada por capital de riesgo que utiliza inductores de película delgada patentados para mejorar la eficiencia de conversión de energía en circuitos integrados. [11] [12] Actualmente se desempeña como asesor técnico y presidente de Ferric. En 2014, EE Times incluyó a Ferric en la lista de las "60 empresas emergentes más prometedoras a tener en cuenta" [13].

Contribuciones a la ciencia y la ingeniería

Métodos electrónicos de moléculas individuales para análisis biomolecular

El Dr. Shepard y su laboratorio han realizado un trabajo pionero en el uso de métodos de detección electrónica para investigar las propiedades de moléculas individuales en un ancho de banda alto. Esto incluye técnicas que emplean nanoporos, canales iónicos biológicos y transistores a escala nanométrica con compuerta expuesta para la detección. [14] [15] [16] [17]

Otras interfaces entre circuitos integrados CMOS y sistemas biológicos o biomoleculares

Esto incluye trabajo pionero en imágenes electroquímicas [18] y generadores de imágenes de fluorescencia [19], incluidas técnicas para generar imágenes de compuestos redox-activos secretados por bacterias y enfoques sin filtro para la generación de imágenes fluorescentes utilizando fotodiodos de avalancha de fotón único en modo Geiger integrados en CMOS. [20] Otro trabajo se ha centrado en la interconexión in vitro de bicapas lipídicas y tejido neuronal con circuitos integrados en CMOS. [21]

El profesor Shepard y sus estudiantes han realizado un trabajo extenso en el área de la electrónica de potencia integrada, incluidas las técnicas para la integración de inductores de potencia de núcleo magnético en un proceso CMOS. El Dr. Shepard fundó Ferric, Inc. en 2012 para comercializar el enfoque, que ahora está siendo aplicado a la fabricación en producción por TSMC, la fundición de semiconductores más grande del mundo. [22] [23] [24] [25]

Él y sus estudiantes de posgrado realizaron un trabajo pionero en la explotación de materiales electrónicos 2D recién descubiertos, en particular el grafeno, en dispositivos electrónicos. Esto incluyó artículos fundamentales sobre el funcionamiento de transistores de efecto de campo en grafeno, [26] sobre el uso de nitruro de boro como dieléctrico de compuerta para grafeno, [27] y sobre el uso de transistores basados ​​en grafeno para electrónica flexible [28] [29]

Esto incluyó la invención de la técnica de análisis de ruido estático para analizar la integridad de la señal en circuitos integrados y técnicas para la extracción parásita. El primer trabajo formó la base para la empresa emergente fundada por el Dr. Shepard en 1997, CadMOS Design Technology. [30] El segundo trabajo formó la base para las técnicas que se emplean actualmente en las herramientas CAD de Cadence y Mentor. [31] Él y sus estudiantes también realizaron un trabajo pionero en el desarrollo de la sincronización resonante, incluida la patente de la técnica, que se usa ampliamente en la industria. [32] [33]

Referencias

  1. ^ "Kenneth L. Shepard nombrado profesor de ingeniería eléctrica de la familia Lau | Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Fundación Fu - Universidad de Columbia". Archivado desde el original el 21 de junio de 2016 . Consultado el 4 de julio de 2016 .
  2. ^ "Columbia Neurosurgery celebra al Dr. Ken Shepard como profesor designado conjuntamente con la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas". Neurosurgery de Columbia en la ciudad de Nueva York . 29 de octubre de 2024. Consultado el 7 de noviembre de 2024 .
  3. ^ "Boletín Semanal de Princeton 22 de junio de 1987 — Publicaciones periódicas de Princeton".
  4. ^ "Kenneth L. Shepard". hertzfoundation.org . Archivado desde el original el 17 de septiembre de 2015.
  5. ^ "Boletín Semanal de Princeton 22 de junio de 1987 — Publicaciones periódicas de Princeton".
  6. ^ "Ganadores del premio de tesis". hertzfoundation.org . Archivado desde el original el 5 de noviembre de 2012.
  7. ^ Shepard, KL; Carey, S.; Beece, DK; Hatch, R.; Northrop, G. (1997). "Metodología de diseño para el microprocesador G4 S/390 de alto rendimiento". Actas de la Conferencia Internacional sobre Diseño de Computadoras VLSI en Computadoras y Procesadores . págs. 232–240. doi :10.1109/ICCD.1997.628873. ISBN 0-8186-8206-X.S2CID 13009336  .
  8. ^ "CadMOS obtiene $5 millones en una segunda ronda de financiación; Andrew Yang se incorpora a la junta directiva de la empresa. - Biblioteca gratuita en línea". Archivado desde el original el 20 de agosto de 2016 . Consultado el 4 de julio de 2016 .
  9. ^ "Texas Instruments realiza con éxito la validación de inmunidad al ruido de un diseño DSP con PacifIC de CadMOS. - Biblioteca gratuita en línea". www.thefreelibrary.com . Archivado desde el original el 20 de agosto de 2016.
  10. ^ "Cadence adquiere Cadmos". EE Times . 5 de enero de 2001 . Consultado el 3 de marzo de 2024 .
  11. ^ "Compañía".
  12. ^ Sturcken, Noah; Davies, Ryan; Wu, Hao; Lekas, Michael; Shepard, Kenneth; Cheng, KW; Chen, CC; Su, YS; Tsai, CY; Wu, KD; Wu, JY; Wang, YC; Liu, KC; Hsu, CC; Chang, CL; Hua, WC; Kalnitsky, Alex (2015). "Inductores magnéticos de película delgada para integración monolítica con CMOS". 2015 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) . págs. 11.4.1–11.4.4. doi :10.1109/IEDM.2015.7409676. ISBN . 978-1-4673-9894-7. Número de identificación del sujeto  18463194.
  13. ^ "EE Times Silicon 60: Startups prometedoras a tener en cuenta". 15 de julio de 2014.
  14. ^ Sorgenfrei S, Chiu CY, Gonzalez RL Jr, Yu YJ, Kim P, Nuckolls C, Shepard KL. Detección de moléculas individuales sin etiquetas de la cinética de hibridación del ADN con un transistor de efecto de campo de nanotubos de carbono. Nat Nanotechnol. 2011 Feb;6(2):126-32. PMID  21258331; PMC  3783941.
  15. ^ Sorgenfrei S, Chiu CY, Johnston M, Nuckolls C, Shepard KL. Detección de Debye en sensores de efecto de campo de nanotubos de carbono de molécula única. Nano Lett. 14 de septiembre de 2011;11(9):3739-43. PMID  21806018; PMC  3735439.
  16. ^ Rosenstein JK, Wanunu M, Merchant CA, Drndic M , Shepard KL. Plataforma de detección de nanoporos integrada con resolución temporal de submicrosegundos. Nat Methods. 18 de marzo de 2012;9(5):487-92. PMID  22426489; PMC  3648419.
  17. ^ Rosenstein JK, Ramakrishnan S, Roseman J, Shepard KL. Registros de canales iónicos individuales con membranas lipídicas ancladas a CMOS. Nano Lett. 12 de junio de 2013;13(6):2682-6. PMID  23634707; PMC  3683112.
  18. ^ Levine PM, Gong P, Levicky R, Shepard KL. Matriz de sensores CMOS activos para detección biomolecular electroquímica. Revista IEEE de circuitos de estado sólido. Agosto de 2008; 43(8).
  19. ^ Huang TC, Sorgenfrei S, Gong P, Levicky R, Shepard KL. Un sensor de matriz CMOS de 0,18 μm para la detección integrada de fluorescencia resuelta en el tiempo. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Mayo de 2009;44(5):1644-1654. PMID  20436922; PMC  2860634.
  20. ^ Field RM, Realov S, Shepard KL. Un generador de imágenes de fluorescencia de vida útil basada en conteo de fotones individuales correlacionado en el tiempo de 100 fps en CMOS de 130 nm. IEEE Journal of Solid-State Circuits. 2 de enero de 2014; 49(4).
  21. ^ Bellin DL, Sakhtah H, Rosenstein JK, Levine PM, Thimot J, Emmett K, Dietrich LE, Shepard KL. Sensor electroquímico basado en circuito integrado para la detección espacialmente resuelta de metabolitos redox-activos en biopelículas. Nat Commun. 2014;5:3256. PMID  24510163; PMC  3969851.
  22. ^ Sturcken N, Petracca M, Warren S, Mantovani P, Carloni LP, Peterchev AV, Shepard KL. Un regulador de voltaje integrado con inductor conmutado con retroalimentación no lineal y carga de red en chip en SOI de 45 nm. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Agosto de 2012; 47(8).
  23. ^ Sturcken N, O'Sullivan E, Wang N, Herget P, Webb B, Romankiw L, Petracca M, Davies R, Fontana R, Decad G, Kymissis I, Peterchev A, Carloni L, Gallagher W, Shepard KL. Un regulador de voltaje integrado 2.5D que utiliza inductores de núcleo magnético acoplado en un intercalador de silicio. IEEE Journal of Solid-State Circuits. Enero de 2013; 48(1).
  24. ^ Davies RP, Cheng C, Sturcken N, Bailey WE, Shepard KL. Inductores acoplados con núcleos multicapa de anisotropía cruzada CoZrTz/SiO2. IEEE Transactions on Magnetics. Julio de 2013; 49(7).
  25. ^ Tien K, Sturcken N, Wang N, Nah J, Dang B, O'Sullivan E, Andry P, Petracca M, Carloni L, Gallagher W, Shepard KL. Regulador de voltaje multifásico con interposición 3D con eficiencia del 82 % e inductores magnéticos en chip. VLSI Technology (Tecnología VLSI), Simposio de 2015 sobre; junio de 2015; Kioto, Japón.
  26. ^ Meric I, Han MY, Young AF, Ozyilmaz B, Kim P, Shepard KL. Saturación de corriente en transistores de efecto de campo de grafeno con compuerta superior y banda prohibida cero. Nat Nanotechnol. 2008 Nov;3(11):654-9. PMID  18989330.
  27. ^ Dean CR, Young AF, Meric I, Lee C, Wang L, Sorgenfrei S, Watanabe K, Taniguchi T, Kim P, Shepard KL, Hone J. Sustratos de nitruro de boro para electrónica de grafeno de alta calidad. Nat Nanotechnol. 2010 Oct;5(10):722-6. PMID  20729834.
  28. ^ Petrone N, Meric I, Hone J, Shepard KL. Transistores de efecto de campo de grafeno con ganancia de potencia de frecuencia de gigahercios en sustratos flexibles. Nano Lett. 9 de enero de 2013;13(1):121-5. PMID  23256606.
  29. ^ Wang L, Meric I, Huang PY, Gao Q, Gao Y, Tran H, Taniguchi T, Watanabe K, Campos LM, Muller DA, Guo J, Kim P, Hone J, Shepard KL, Dean CR. Contacto eléctrico unidimensional con un material bidimensional. Ciencia. 1 de noviembre de 2013; 342 (6158): 614-7. PMID  24179223.
  30. ^ Shepard, KL; Narayanan, V.; Rose, R. (1999). "Harmony: análisis de ruido estático de circuitos integrados digitales de profundidad submicrónica". Transacciones IEEE sobre diseño asistido por computadora de circuitos y sistemas integrados . 18 (8): 1132–1150. doi :10.1109/43.775633.
  31. ^ Shepard, KL; Zhong Tian (2000). "Inductancias de retorno limitado: un enfoque práctico para la extracción de inductancia en chip". IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems . 19 (4): 425–436. doi :10.1109/43.838992.
  32. ^ Chan, SC; Shepard, KL; Restle, PJ (2005). "Distribuciones globales de reloj resonante de amplitud uniforme y fase uniforme". IEEE Journal of Solid-State Circuits . 40 (1): 102. Bibcode :2005IJSSC..40..102C. doi :10.1109/JSSC.2004.838005. S2CID  16239014.
  33. ^ "Distribución de reloj resonante para circuitos integrados de escala muy grande".