全球光芯片领域发展态势分析

摘要:光芯片是未来新一代信息产业的基础设施和核心支撑。本文聚焦光芯片领域,采用“方向—定位—路径”的分析思路,通过产业环境、产业现状、专利态势和布局分析,厘清光芯片研发与产业化发展基础和条件,基于调研和专家咨询,把握未来技术和产业化前瞻性布局,找准未来发展方向。在此基础上,本文剖析我国光芯片发展存在的机遇及可能面临的风险挑战,提出相应的知识产权发展建议:1)梯次布局谋划未来产业发展,在高速率光芯片、车用激光雷达芯片、硅光电子芯片和VCSEL激光器芯片等当前热门应用领域强链、补链,突破关键技术,在光计算、光量子等未来前瞻性应用领域突破技术瓶颈,积极引导产业布局;2)构建覆盖创新全链条全周期的光芯片产业知识产权服务平台;3)加强光芯片领域海外专利布局;4)引导光芯片创新主体构建多维度知识产权保护策略。

热电转换器件的研究进展与挑战

摘要: 热电转换器件作为能实现电能与热能直接相互转换的功能器件, 在工业废热回收利用、深空深海电源、半导体制冷、双向精确控温等领域具有重要应用。综述了6 类热电转换器件的拓扑结构设计、连接界面控制、集成制造和热电转换性能提升策略等方面的研究进展, 内容包含基于块体热电材料的低温、中温和高温单级热电转换器件以及低-中温级联热电转换器件, 基于热电磁能源转换材料的热电磁全固态制冷器件, 以及基于人造倾斜结构复合材料的横向热电转换器件。同时, 简要评述了热电转换器件研究目前面临的诸多挑战, 如热电发电应用存在异质界面失稳、热电制冷应用存在材料加工和器件集成困难等。

电容去离子技术的单元结构、技术参数与电极材料研究进展

摘要:近年来,电容去离子(CDI)技术因具备高效节能且环保的特点,成为具有广阔发展前景的海水淡化及高盐废水处理技术。然而,CDI技术由于成熟度不高,存在脱盐率不高、电极表面存在副反应等问题,目前没有大规模应用。因此,大量研究致力于开发新型电极材料与单元结构以提升CDI单元性能。其中,为克服副反应的影响,一种结合离子交换膜与电极的膜式电容去离子(mCDI)技术成为研究热点。本文综述了CDI/mCDI的各类单元结构和不同电极材料在脱盐领域的研究进展,探讨了各种电极材料制备工艺和评估电吸附单元运行效率的技术参数,并对CDI技术的未来发展方向进行了展望。

纳米继电器

摘要:当前微机保护将传统物理继电器抽象为继电保护算法逻辑,以软件实现继电器功能,其顺序执行、串行处理的程序调用方式难以适应新型电力系统故障态下电力电子设备继电保护微秒级动态响应特性要求。为此,提出基于芯片内纳米级电路构建的快速继电保护基础元件——纳米继电器,发明了专用纳米继电器IP(intellectualproperty)核硬件电路,代替现有微机保护串行算法,通过并行处理提高继电保护的处理能力和动作速度。设计特殊指令加速和多路指令集并发的架构,突破软件中断响应处理限制,以IP 核的方式实现算法的固化封装,实现算法和逻辑的分离。给出纳米继电器的结构、功能分类以及处理模式与应用场景,分析纳米继电器的关键技术,并与传统继电器进行比较,阐述将其集成于保护装置的工程应用,最后展望纳米继电器未来的研究方向。

芯片级原子钟研究进展

摘要:芯片级原子钟是一种小体积、低功耗的高精度时钟,适合作为便携式时频设备广泛应用于科学研究、生产生活、军事领域等方面。本文介绍了芯片级原子钟的国内外研究进展,阐述了芯片级原子钟的原理及研制的关键技术,介绍了芯片级原子钟的发展方向,并对我国芯片级原子钟的战略发展方向进行了展望。

引线框架用高性能铜合金板带材及制备工艺

摘要:电子信息产业的飞速发展, 对铜及铜合金产品性能提出了更高的要求, 其中集成电路封装用引线框架材料代表了铜合金板带材发展的较高水平。本文对近年来引线框架用高性能铜合金板带材及制备工艺进行了综述,介绍了国内外高性能铜合金板带材料的成分和制备加工技术及发展过程,并对其未来发展趋势进行了展望,提出未来高性能铜板带材性能将朝着抗拉强度为700MPa、 导电率为70% IACS的目标发展,其制备工艺将向着智能化、绿色化、高效化等方向发展。

纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用

摘要:分别以银纳米颗粒和银纳米线为导电组分,以BYK-333为表面助剂、乙二醇为溶剂制备出2类喷墨打印型导电墨水,采用MICROPLTTERI型微纳米沉积系统在柔性透明基底上打印了导电线路,研究了打印工艺、热烧结固化、封装等对2种打印电路的导电性、耐候性和抗弯折等性能的影响。结果表明,打印机喷头口径和墨水与基底接触角是决定导电电路线宽精度的关键因素,热烧结处理可以提高银纳米颗粒柔性电路的导电性,在160℃烧结30min时,电阻率下降到16.4μQ·cm,在空气中放置90d后保持导电性能不变,1000次弯折后电阻率上升12.4%;随着打印次数增加,银纳米线打印电路的导电性不断增加,打印9次得到的打印直线单位电阻为88.92/cm,而随着烧结温度和时间的增加电路导电性下降,PDMS封装可以极大地提高打印电路的稳定性,在空气中放置90d或弯折1000次后导电性能保持不变,表明基于银纳米材料导电墨水及微纳米沉积系统可以实现高性能和高精度柔性电路的稳定打印。

碳化硅真空纳米电子器件技术分析

摘要:新兴的真空纳米电子器件兼具固态器件集成电路和传统真空电子器件的优势。但和硅器件同工艺、同片集成的现状,限制了其在恶劣环境的应用。使用宽禁带半导体碳化硅材料制备真空纳米电子器件,可在耐辐射基础上兼具抗高温特性,使该器件具备良好的综合优势。文章分析了硅器件及集成电路发展中面临的问题,回顾了真空纳米电子器件的发展历史,介绍了碳化硅材料的相对优势以及SiC基真空纳米电子器件研究现状,并对该器件发展及应用前景进行了分析。

等离子体法处理光催化剂的研究进展

摘要: 光催化剂因优异的太阳能转化性能,在环境、能源及生物领域均得到广泛应用。为了进一步优化其性能,扩大其应用范围,国内外各学者已探究出各种方法以提高光催化剂的可见光利用效率,其中等离子体法因操作简单、成本低、改性过程绿色环保而被应用于材料表面改性。以等离子体的放电环境为切入点,分别总结了在气相及液相介质中产生的等离子体对光催化材料改性的特点及应用,综述了等离子体法在光催化材料改性领域的研究进展,并对未来发展方向进行了展望。

半导体集成电路制造中的准分子激光退火研究进展

摘要:随着半导体集成电路芯片的尺寸越来越小、结构越来越复杂,芯片制造过程中的退火工艺技术也在不断进步。激光退火以其在芯片制造过程中热预算控制的优势,在芯片制造退火工艺中的重要性正在显现。而准分子激光的特点是波长短、峰值功率高、作用于大多数物质表面时能量迅速被物质表面吸收。准分子激光退火可以实现对材料表面温度梯度的控制,是半导体集成电路制造中热处理工艺的重要选择。对半导体集成电路制造过程中准分子激光退火研究进展进行了综述。概述了集成电路制造中退火工艺热预算控制与激光退火的理论模拟研究结果;着重介绍了准分子激光退火在离子掺杂控制、超浅节形成、沟道外延等材料处理中的研究进展,以及在金属层制备和3D 器件中的应用。研究表明,准分子激光退火工艺有望为三维半导体集成电路制造提供新的解决方案。