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我国人工智能芯片发展探析

我国人工智能芯片发展探析

摘要：人工智能（AI）芯片是支撑智能技术发展的核心硬件，其技术进步对国家科技创新、产业发展、经济增长具有重要意义。本文从云端智能芯片、边端智能芯片、类脑智能芯片3个方面总结了AI 芯片的国际发展趋势，分析了我国AI芯片的应用需求，从芯片设计、制造、封装、测试等方面梳理了相关产业与技术的发展现状及趋势。当前，国产AI芯片的性能、技术、产业链存在短板，亟需开展自主创新与产业协同；国产AI芯片开发面临高成本、长周期的挑战，亟需平衡融资压力并积累发展经验；国内AI芯片领域人才短缺，亟需提高培育质量并控制流失率。为此，论证提出了我国AI芯片的发展路径，即突破技术瓶颈、加速产业化、拓展国际化、实施市场扶持，重点采取技术创新和重点项目建设、新型芯片架构和开源产业生态建设、技术标准体系制定、“产教研”融合等举措，以推动我国AI芯片产业可持续和高质量发展。
光电 2025年07月03日
基于机器学习的芯片老化状态估计算法研究

基于机器学习的芯片老化状态估计算法研究

摘要：随着芯片的集成度越来越高，其晶体管数量也越来越多，老化速度加快。由于工业应用、装备系统等领域对芯片可靠性的要求较高，因此研究估计芯片老化的方法至关重要。总结现有的芯片老化估计和预警的技术方法，将机器学习算法应用于芯片老化状态估计，实验结果表明，极端梯度提升树算法的效果较好。对现有的极端梯度提升树算法进行贝叶斯优化，寻找模型的最优参数，使用优化后的算法估计的状态值与真实值的均方误差比优化前降低了0.13~0.25，优化后的模型预测结果较为精准。
光电 2025年10月30日
角分辨光电子能谱在热电材料研究中的应用

角分辨光电子能谱在热电材料研究中的应用

摘要：热电材料因其能够实现热能与电能的直接转换, 在温差发电与制冷技术中具有重要应用. 热电材料的电输运性能由其能带结构决定, 角分辨光电子能谱(angle-resolved photoemission spectroscopy, ARPES)是最直观探测能带结构的技术. 本文综述了ARPES技术在热电材料研究中的应用, 探讨了ARPES如何揭示材料的能带结构, 从而优化其热电性能. 首先介绍了热电材料的基本参数和ARPES的基本原理, 随后详细介绍了ARPES技术在热电材料研究中的几个典型应用案例, 最后给出总结和展望, 期待能为两个领域的交叉提供一些参考思路.
光电 2025年12月17日
人工智能驱动集成电路下一代互连材料设计:进展与挑战

人工智能驱动集成电路下一代互连材料设计:进展与挑战

摘要: 随着芯片在通信、汽车电子与高性能计算等领域的深入应用，低功耗、高性能的芯片需求持续上升。在摩尔定律推动下，器件微型化带来量子隧穿效应和布线电阻增加等挑战，尤其在5nm及以下工艺节点，芯片互连成为性能瓶颈。Cu 互连面临尺寸效应导致的电阻激增，推动对新型低电阻材料的探索。综述了集成电路互连在先进节点下的核心挑战，分析Co、Ｒu等替代金属及二元合金、拓扑半金属、二维材料的发展前景，并探讨人工智能在互连材料设计中的应用，为工业界开发新一代互连材料提供参考路径。
光电 2026年03月06日
II~VI族半导体纳米晶体的手性研究前沿

II~VI族半导体纳米晶体的手性研究前沿

摘要：近年来, 手性II~VI族半导体纳米晶体因其独特的光电性能和手性诱导电子自旋选择性特点而受到广泛关注. 手性是一种对称性破缺现象, 可通过以下几种方式诱导纳米晶体的手性: (1) 连接手性配体; (2) 形成手性晶格; (3) 形成手性形貌; (4) 手性组装排列; (5) 多级手性及手性放大. 在手性诱导过程中, 由于更小尺寸的纳米晶体——量子点的量子限域效应, 其物理化学性质可随尺寸、形貌、组成和晶型进行调控, 可以使其在紫外-可见-近红外光区域内表现出手性消光和圆偏振发光等特性. 此外, 几何参数如形状各向异性、晶格失配和表面不对称性在调节手性纳米结构的手性响应中也扮演着关键角色. 因此, II~VI族手性半导体纳米材料在纳米光子学应用中的根本挑战是对纳米尺度的立体合成的完全控制, 并从实验和理论两方面阐明不同维度手性的发生机制. 本综述介绍了过去十几年来手性半导体纳米晶体, 从控制合成到手性起源探索和潜在应用方面的最新研究进展, 并提出了新的材料合成策略和理论改进论点, 为新兴的跨学科领域如圆偏振发光、自旋电子学和基于手性的医疗诊断纳米器件应用等提供新思路.
光电 2024年11月29日
高性能存储芯片产业发展研究

高性能存储芯片产业发展研究

摘要：高性能存储芯片堪称全球人工智能蓬勃发展的核心驱动力，不仅有力推动了信息技术产业不断迈进、显著提升电子设备性能、为服务器和数据中心的发展注入强劲动力，还极大促进了人工智能与机器学习、物联网、虚拟现实以及增强现实等新兴技术的崛起。本文全面系统地梳理了我国高性能存储芯片的发展需求，分析了高性能存储芯片的国际发展态势，总结了我国高性能存储芯片的发展现状，深入剖析了发展进程中所面临的问题与挑战，精准指出其带来的变革机遇，并提出以下针对性的对策建议：一是分层施策夯基础，变革策略求突破；二是传统新型两手抓，多条路线齐头并进；三是加速形成新技术布局，逐渐打破市场层垄断，期望能够加速我国高性能存储芯片的发展进程。
光电 2025年07月13日
GaNP沟道功率器件及集成电路研究进展

GaNP沟道功率器件及集成电路研究进展

摘要：GaN功率器件具有导通电阻小、开关速度快、击穿电压高等特点，已广泛应用于高频、高功率的电力电子转换器中。为充分发挥GaN器件的性能优势，将功率电子器件和控制器、驱动等外围电路进行全GaN单片集成是最小化寄生参数的有效手段，也是GaN功率集成电路的重要发展方向。着眼于利用二维空穴气（2DHG）的GaN基型器件的发展进程，论述了P型器件面临的技术难题，进一步分析了其对于GaN互补逻辑电路集成发展的重要性，讨论了相关的GaN集成工艺平台，对器件结构及制备工艺的创新、GaN集成技术面临的相关挑战进行了分析与展望。
光电 2025年10月31日
面向智能传感的多材料电子纤维器件的设计与应用

面向智能传感的多材料电子纤维器件的设计与应用

摘要：随着电子技术的飞速进步, 现代电子设备向小型化、柔性化发展, 极大地扩展了其应用场景和便利性. 热拉纤维技术能够将金属、绝缘体和半导体等电子材料集成在单根纤维中, 已成为制造先进功能性纤维电子器件的成熟策略, 开启了纤维传感的全新世界. 本文聚焦面向智能传感的多材料多级结构电子纤维器件的设计与应用, 重点分析了热拉纤维在力学传感、声学传感、生物电信号传感和光传感领域的发展历程与应用优势, 并展望了热拉传感纤维性能提升与应用拓展的发展方向, 包含材料多样化、微纳结构辅助化、功能集成化以及成纤调控手段精细化.
光电 2025年12月19日
碳材料改性的BiOX光催化材料的研究进展

碳材料改性的BiOX光催化材料的研究进展

摘要：环境与能源问题严峻，人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋（BiOX，X 为Cl、Br、I）因其独特的层状结构、优异的光学、电学性能而受到光催化领域的广泛关注。但BiOX存在光吸收不足、电子−空穴（electron-hole，e−−h+）快速复合、载流子浓度有限等问题而限制了它的应用。利用碳材料修饰BiOX可以极大地提升BiO X 的光催化性能。简要介绍了BiOX的结构、性质、改性方案，碳材料基本类型和性质，主要综述了近几年零维，维，二维，三维碳材料改性的BiOX光催化剂的研究进展，并分析了碳材料对BiOX光催化剂的提升机制，最后展望了碳材料改性的BiOX所面临的机遇和挑战。
光电 2024年07月18日
可见光驱动的Ti基半导体光催化剂的研究进展

可见光驱动的Ti基半导体光催化剂的研究进展

摘要：半导体光催化技术在太阳能转换以及环境治理方面具有巨大潜力。TiO2由于其高的光催化效率、良好的稳定性以及合适的带边电位等，成为了当前研究最多的光催化材料。但TiO2 是宽带隙半导体，对可见光几乎不响应，这极大限制了TiO2的应用。为了提高TiO2对可见光的响应能力，提高太阳能的转化效率，相继开发了一系列由TiO2衍生的Ti基可见光催化剂。首先简单地介绍了半导体光催化机制，然后综述了Ti 基半导体光催化剂的分类、增强可见光响应策略以及Ti基可见光催化剂应用现状，最后总结了Ti基可见光催化剂制备及应用过程中所面临的挑战，同时也对未来Ti 基可见光催化剂的合成及发展进行了展望。
光电 2024年07月18日