后摩尔时代中国集成电路产业生态发展进路

摘要:后摩尔时代是指微处理器性能约每两年就能翻一番的“摩尔定律”失效之后的时代,主要表现为集成电路的材料密度和工艺技术逼近物理极限,以及能耗成本的大幅上升。面对后摩尔时代引发的技术变局和产业变局,以及数字经济时代来临所创造的新赛道新机遇,本文基于More Moore、More than Moore、BeyondCMOS 三种主流技术路线,提出后摩尔时代中国集成电路产业发展的生态战略,包括成熟生态、场景驱动生态、未来产业生态、国际化生态四种类型。为破解后摩尔时代集成电路产业发展难题,应把握中国超大规模市场和新型举国体制的优势,坚持构建自主可控、兼容已有成熟生态的第二生态,充分利用丰富应用场景拓展产业生态边界,主动围绕未来产业布局优势产业生态,积极融入全球创新生态和国际化产业生态。

人工智能与计算化学: 电子电镀表界面研究的新视角

摘要:电子电镀是以芯片为代表的高端电子制造业核心技术之一, 其过程耦合了宏观多场作用下的物质传输与微观界面电化学过程, 且受动力学影响。如何利用计算化学的方法来研究其中的电沉积是一个挑战。电极与电镀液构成的界面是电镀过程重要的反应场所, 明确电子电镀表界面的双电层结构以及电沉积作用机理能够加快镀液配方的研发效率。本文重点介绍适用于电子电镀表界面机理研究的各类计算方法, 包括分子动力学模拟、数值仿真和数据驱动方法, 以启发读者充分利用人工智能的技术优势, 将适用于各种研究尺度的计算化学方法积极应用到电子电镀表界面基础研究中。

大气等离子体刻蚀技术在光学元件与半导体加工中的研究进展

摘要:大气等离子体(Atmospheric Pressure Plasma,APP)刻蚀技术凭借非接触加工、常压操作及物理-化学协同去除机制,在光学元件与半导体器件加工领域展现出巨大潜力。然而,现有研究对等离子体-材料原子级相互作用机理、热力学非线性效应及反应副产物控制的系统性认知仍显不足,制约了其规模化应用。为推进APP 刻蚀技术在超精密制造领域的突破,本文系统解析了介质阻挡放电、射频放电及微波放电装置的创新设计,深入探讨了工艺参数协同优化机制与表面质量控制策略。研究发现,通过调控气体组分、激活原子选择性刻蚀模式,可同时实现超高材料去除率与原子级表面平整度;阵列化射流技术可大幅提升体积去除率,显著突破大口径元件加工效率瓶颈。同时,通过建立热效应与工艺参数的耦合模型,动态调整加工过程中的工具作用方式,显著降低了加工残差,而纯Ar 等离子体诱导的台阶-平台自组织重构可有效消除亚表面损伤。本文还综述了APP 刻蚀技术在光学自由曲面、半导体高深宽比结构及第三代半导体器件制造中的创新应用,证实其兼具高效性与原子级精度。最后,前瞻性指出该领域需突破热力学非线性效应控制、难熔副产物层管理、原子级机理认知及大面积均匀等离子体源开发等挑战,为APP 刻蚀技术迈向工业级超精密制造提供理论支撑与技术路线。

遥感大模型:综述与未来设想

摘要:深度学习极大地推动了遥感图像处理技术的发展,在精度和速度方面展现了显著优势。然而,深度学习模型在实际应用中通常需要大量人工标注的训练样本,且其泛化性能相对较弱。近年来,视觉基础模型和大语言模型的发展为遥感图像处理的大模型研究引入了新的范式。遥感大模型也称为遥感基础模型,基础模型因其在下游任务中的卓越迁移性能而备受瞩目,这些模型首先在大型数据集上进行与具体任务无关的预训练,然后通过微调适应各种下游应用。基础模型在语言和视觉及其他领域已经得到了广泛应用,其在遥感领域的潜力也正逐渐引起学术界的重视。然而,目前针对这些模型在遥感任务中的全面调查和性能比较仍然缺乏。由于自然图像与遥感图像之间存在固有差异,这些差异限制了基础模型的直接应用。在此背景下,本文从多个角度对常见的基础模型以及专门针对遥感领域的大模型进行了全面回顾,概述了最新进展,突出了面临的挑战,并探讨了未来发展的潜在方向。

人工智能芯片先进封装技术

摘要:随着人工智能(AI)和集成电路的飞速发展,人工智能芯片逐渐成为全球科技竞争的焦点。在后摩尔时代,AI芯片的算力提升和功耗降低越来越依靠具有硅通孔、微凸点、异构集成、Chiplet等技术特点的先进封装技术。从AI芯片的分类与特点出发,对国内外典型先进封装技术进行分类与总结,在此基础上,对先进封装结构可靠性以及封装散热等方面面临的挑战进行总结并提出相应解决措施。面向AI应用,对先进封装技术的未来发展进行展望。

柔性可穿戴传感与智能识别技术研究进展

摘要:柔性可穿戴传感器件能与人体稳定集成, 具有多生理参数和运动参数连续动态测量能力, 可在健康监测、运动监控、精准医疗、人机交互等领域发挥重要作用。柔性可穿戴传感器件与人工智能技术的结合, 充分展示了利用连续动态多参数信号测量的进行疾病、动作、语音等判定与识别的优势。本文通过介绍柔性可穿戴器件在物理信号、化学信号和图像信号传感中应用, 从硬件平台和数据处理分析技术两方面介绍了柔性可穿戴器件与人工智能结合的方法和进展, 展示了基于柔性可穿戴传感系统的智能识别技术, 分析了柔性可穿戴传感与智能识别技术在柔性化集成、数据传输、能源供应等方面面临的诸多挑战, 并对未来发展趋势进行了展望。

熔盐辅助镁热还原法制备介孔碳材料及其在超级电容器上的应用

摘要:【目的】为了解决目前商业多孔碳应用于超级电容器电极材料时存在的可接触面积小、传质阻力大的问题,研究性能优异的介孔碳材料制备方法。【方法】 采用熔盐介质中的镁热还原法,利用碳酸钠作为碳源和产物的石墨化催化剂制备介孔碳材料;通过产物的综合表征,探索其显微结构和电化学性能;研究镁热还原反应的过程机制和产物显微结构的成因。【结果】产物介孔碳具有较大的比表面积(752 m2·g-1)、较大的孔体积(1.22 cm3·g-1)、孔径单一(5.3 nm),缺陷密度低(强度比ID/IG为0. 7)的特点,适合于水系电解质中储能;应用于超级电容器时,在电流密度为50 A·g-1时比电容可达113 F·g-1,当电流密度由1 A·g-1增至50 A·g-1时电容保持率达到76%。【结论】熔盐介质中镁热还原制备的的介孔碳具有独特的显微结构,可作为超级电容器的电极材料,从而实现其高倍率性能。

先进封装中铜-铜低温键合技术研究进展

摘要: Cu-Cu低温键合技术是先进封装的核心技术,相较于目前主流应用的Sn 基软钎焊工艺,其互连节距更窄、导电导热能力更强、可靠性更优。文中对应用于先进封装领域的Cu-Cu低温键合技术进行了综述,首先从工艺流程、连接机理、性能表征等方面较系统地总结了热压工艺、混合键合工艺实现Cu-Cu低温键合的研究进展与存在问题,进一步地阐述了新型纳米材料烧结工艺在实现低温连接、降低工艺要求方面的优越性,概述了纳米线、纳米多孔骨架、纳米颗粒初步实现可图形化的Cu-Cu低温键合基本原理。结果表明,基于纳米材料烧结连接的基本原理,继续开发出宽工艺冗余、窄节距图形化、优良互连性能的Cu-Cu低温键合技术是未来先进封装的重要发展方向之一。创新点: (1) 系统地总结了热压工艺、混合键合工艺实现Cu-Cu低温键合的研究进展。(2) 阐述了新型纳米材料烧结连接的基本原理、典型方法及工艺优势。

射频组件用键合金带的研究进展

摘要:射频组件的飞速发展促进了5G通信技术的推广应用。金带作为射频组件封装用关键键合材料,将板级系统集成于1 个完整的组件电路系统中,对组件尺寸和性能起着至关重要的作用。目前键合金带的研究与开发已经成为学术界和产业界的研究热点,对近年来射频组件用键合金带在工业应用中的研究进展进行论述和分析,归纳了微量元素对金带的强化机理和对键合性能的影响。重点介绍了键合金带与键合金丝的微波特性,在相同条件下,键合金带的信号传输能力优于金丝,尤其是在高频段(20 GHz以上)键合金带信号传输能力更加显著。对键合金带的制备工艺和工程应用中遇到的问题进行了梳理,总结了键合金带未来的发展趋势。

高粘附可拉伸高分子材料与高动态稳定人体电生理监测

摘要:高动态稳定人体电生理监测在智能可穿戴健康监测、心血管疾病临床诊断、神经系统疾病治疗以及智能人机交互等领域具有广阔的应用前景。作为人与外部环境的信号交互桥梁, 皮肤电极可贴合于皮肤表面, 以无创的方式监测和采集各种电生理信号, 成为高动态稳定电生理监测的理想平台。从材料角度出发, 皮肤电极的高动态稳定性决定于基底材料的高粘附性和可拉伸性。因此, 如何通过高分子结构的合理设计制备高粘附可拉伸高分子材料, 构筑高度共形粘附于人体皮肤表面的电极, 从而实现高动态稳定人体电生理监测, 是柔性智能健康监测领域的重要研究方向。本文总结了本课题组近年来在高粘附可拉伸高分子材料制备及其在高动态稳定人体电生理监测应用方面的研究进展, 并讨论了高粘附可拉伸高分子材料在下一代柔性智能健康监测领域面临的机遇和挑战。