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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
磁致载流子分离增强光催化机理研究进展

磁致载流子分离增强光催化机理研究进展

摘要：某些光催化材料在光照下会发生电子跃迁，产生的电子-空穴对分离后能产生活性物质，从而实现光催化效应。该技术对缓解能源危机和环境污染具有巨大潜力。为提高光催化效果，可以通过外场调控，例如电场、磁场。磁场调控具有非接触和简便的优势，能够通过促进光生载流子的分离来增强光催化活性，因此在光催化领域备受关注。首先阐述了磁致载流子分离增强光催化的研究进展；然后，从磁场影响溶液吸光度、促进光生载流子分离、调控自旋极化过程的角度详细解释了磁场增强光催化的物理机理；最后，总结梳理了磁场优化光催化的反应条件和磁热效应对光催化的调制机制等方面，旨在为未来提高光催化效率提供科学参考。
光电 2026年03月05日
电子封装低温焊料研究进展

电子封装低温焊料研究进展

摘要：多温度梯度的互连焊料组合是实现芯片高密度集成的关键，低温焊料合金是实现低温工艺的前提和电子产品高可靠性的保障。本文综述了Sn-58Bi 低温焊料、In 基（In-Sn、In-Pb、In-Ag、In-Bi）低温焊料以及其他低温焊料（多元合金、高熵合金、Ga 基合金）的研究进展，指出含Bi 的Sn-Bi 焊料无法回避Bi 的偏析和脆断，最优选择是焊接过程中利用混合焊料中其他焊料成分或者外加颗粒与Bi 反应形成含Bi 化合物消耗掉Bi，不丧失Sn-Bi 焊料的焊接性的同时与现有的回流工艺相匹配；In 基二元或多元低温焊料以及SnBiInX 高熵合金，焊接后脆性Bi 相和低熔点Bi-In、Sn-In 化合物形成不可避免，应摒弃Bi 的使用并控制Sn 的含量，如采用低熔点Ga 或In 与高熔点Cu 混合形成非冶金结合的混合或复合焊料，低温瞬态液相键合实现低熔点成分熔化温度附近的低温互连，低熔点相消耗殆尽和高熔点化合物的形成是保证焊点高强度和高温服役的前提。
光电 2026年03月02日
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

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。
光电 2026年02月28日
硅基锗光电探测器的发展现状与未来趋势

硅基锗光电探测器的发展现状与未来趋势

摘要：5G通信、人工智能、物联网等领域的快速发展对现有的通信系统提出了苛刻的要求。目前，具有低延时、低功耗、大容量等特点的光互连作为新通信方案受到广泛关注，其中基于硅基光电子技术的光互连是最佳的技术选择之一。作为核心器件的硅基锗光电探测器对于硅基光互连的发展至关重要。文章对硅基锗光电探测器技术发展进行阐述分析，系统总结高性能硅基锗光电探测器的新型结构、关键工艺和发展过程中的技术创新，展望其发展趋势和热点技术与研究方向，以期为中国光通信系统建设和发展提供支持。
光电 2026年02月27日
铌酸锂晶体、单晶薄膜及其在光芯片产业的未来布局

铌酸锂晶体、单晶薄膜及其在光芯片产业的未来布局

摘要：随着5G/6G通信技术、大数据、人工智能等应用领域的快速发展，新一代光子芯片的需要日益增长。铌酸锂晶体凭借优异的电光、非线性光学和压电特性，成为光子芯片的核心材料，被称为光子时代的“光学硅”材料。近年来，铌酸锂单晶薄膜制备和器件加工技术取得突破，展现出尺寸更小、集成度更高、超快电光效应、宽带宽、低功耗等优势，在高速电光调制器、集成光学、量子光学等领域应用前景广阔。文章介绍了光学级铌酸锂晶体、单晶薄膜制备技术的国内外研发进展和相关政策，以及其在光芯片、集成光学平台、量子光学器件等领域的最新应用。分析了铌酸锂晶体-薄膜-器件产业链的发展趋势及挑战，并针对未来布局提出建议。目前，中国在铌酸锂单晶薄膜、铌酸锂基光电器件领域与国际先进水平处于并跑阶段，但在高品质铌酸锂晶体材料产业化方面仍有较大差距。通过优化产业布局和加强基础研发，中国有望形成从材料制备到器件设计、制造和应用的完整的铌酸锂产业集群。
光电 2026年02月26日
全球量子计算技术研究进展与发展建议

全球量子计算技术研究进展与发展建议

摘要:量子计算是引领新一轮科技革命与产业变革的战略性前沿领域，厘清我国在该领域的技术态势并制定精准发展路径，对赢得全球科技竞争主动权至关重要。文章通过对国际量子计算技术发展格局的深度剖析，系统评估了我国量子计算技术的发展情况。研究表明，我国经过近10 年的快速发展，量子计算整体技术水平跻身全球第一方阵，在光量子等技术路线上领先，但在多数细分方向上与美国仍有差距，在基础原理与原始创新层面有待提高。研究进一步揭示了我国在核心材料、关键设备领域面临的外部制约，以及高端人才储备短缺的严峻挑战。基于此，提出了一系列旨在强化自主创新、优化人才战略的对策，为我国在量子领域抢占未来制高点提供决策参考。
光电 2026年02月24日
量子计算机的现状与发展

量子计算机的现状与发展

摘要：量子计算是一场信息和计算领域的深刻变革，有望重塑未来的计算范式。文章追溯了量子计算从理论奠基与思想萌芽、算法突破、实验探索与硬件起步到当前“含噪声的中等规模量子”时代的4 个发展阶段，系统阐述了量子比特、量子叠加和量子纠缠等核心物理原理。详细梳理并比较了超导、离子阱、光量子及中性原子的主要硬件研发技术路线，分析了其在规模、质量和连接性上的不同权衡。在此基础上，深入探讨了量子计算面临的三大核心挑战：对抗环境噪声与退相干、实现高开销的量子纠错及解决系统扩展的工程瓶颈。进一步聚焦产业化进程，剖析了量子计算云平台的发展模式，并重点论述了从松耦合到“量超融合”的量子-经典混合计算架构，认为这是通往实用性量子优势的关键路径。立足全球趋势与我国国情，提出了以容错为长远目标、软硬件生态协同发展、加速量超融合落地等发展建议，以期为我国在该领域的战略规划提供参考。
光电 2026年02月17日
二维材料引领后摩尔时代

二维材料引领后摩尔时代

摘要：二维材料因其优异的物理化学特性，在“后摩尔时代”成为集成电路、可穿戴技术、医疗监测等领域的潜力股，变成当前学术界和产业界的研究热点。介绍了后摩尔时代面临的瓶颈和挑战，以及二维材料的发展历程、制备方法以及超薄性、带隙可调和超高的迁移率，分析了二维材料在芯片、柔性传感器、能源存储、光电器件等领域的应用前景。探讨了二维材料在实际应用中面临的规模化制备、工艺复杂度高、实际测试与预期理论值差异大等问题，提出了通过新型原子催化剂、卷对卷转移技术、氢钝化等手段来弥补这些不足，探讨了二维材料的潜力。总结了发展二维材料的方向路径，强调二维材料硅基化改造、多维度创新和产业化推进的重要性。
光电 2026年02月15日