真实世界的物理以及生物信号，往往隐藏在各种干扰和传感器及电路的失调之中。从巨大的干扰和失调信号中，提取并且放大微弱的物理和生物信号，往往需要巨大动态范围的前端电路，这对信号链的前端电路带了设计挑战和功耗和面积负担。如何充分利用混合集成电路技术，从系统结构上进行创新，从电路设计上进化优化，从而实现更高能效、更高动态范围的前端模拟电路，是实现高精度传感，尤其是高精度双向脑机接口的......

模数转换器是连接物理世界与数字世界的桥梁，是信号链通路的关键模块。面向未来通信中的高速需求和物联网节点的低功耗诉求，研究包括Nyquist和Delta-Sigma型模数转换器的新型架构，高能效电路设计方法以及新型校准算法。

未来的智慧医疗电子系统通过部署在人体上许多微小生理传感器（体域传感器）监测人体健康状态，并进行治疗。传感器的能量受限（体积微小）与大量数据的交互需求构成了矛盾。科学研究发现，在某些频段人体组织可以作为数据传输的低损耗介质。利用该原理可实现能效高于蓝牙/Zigbee一个数量级以上的人体信道通信（BCC）芯片，有效延长健康监测系统的工作寿命。

随着电路工艺的演进，先进工艺不再适用于传统的模拟集成电路设计方法。需要研究如何利用数字电路的标准单元进行模拟电路的设计，并进一步研究如何利用数字电路自动化设计的理论来进行模拟集成电路的设计。传统 CMOS 元器件逐渐碰到尺寸、性能瓶颈。近年来许多新型半导体器件得到关注，这些期间具有各种 CMOS 器件不具备的特性，例如具有记忆特性的铁电器件、可以弯折的柔性器件、能够存储模拟信号的忆阻器等......