一、集成電路定義與分類

    集成電路（Integrated Circuit，IC），是一種微型電子器件或部件。它采用特定的制造工藝，將一個電路所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。集成電路的出現(xiàn)，極大地推動了電子設(shè)備的小型化、高性能化和低成本化，廣泛應(yīng)用于計算機、通信、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域，是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的核心與基礎(chǔ)。

    按照電路功能的不同，集成電路主要可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩大類。

    數(shù)字集成電路主要用于處理數(shù)字信號，即那些在時間和幅度上離散取值的信號。常見的數(shù)字集成電路包括微處理器（MPU）、微控制器（MCU）、數(shù)字信號處理器（DSP）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）、存儲器（如隨機存取存儲器RAM、只讀存儲器ROM、閃存Flash等）以及各種邏輯芯片（如邏輯門電路、觸發(fā)器、計數(shù)器、寄存器等）。其中，微處理器是計算機系統(tǒng)的核心，負責(zé)執(zhí)行程序指令，進行數(shù)據(jù)運算和邏輯處理；微控制器則集成了微處理器、存儲器和輸入/輸出接口等，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)，如智能家居、工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域；數(shù)字信號處理器專門用于對數(shù)字信號進行高速實時處理，在通信、音頻、視頻、圖像處理等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用；現(xiàn)場可編程門陣列具有可編程的特性，用戶可以根據(jù)自己的需求對其進行編程配置，實現(xiàn)不同的電路功能，常用于需要快速迭代和定制化的應(yīng)用場景；存儲器則用于存儲數(shù)據(jù)和程序，是計算機和其他電子設(shè)備必不可少的組成部分。

    模擬集成電路主要用于處理模擬信號，即那些幅度隨時間連續(xù)變化的信號，如聲音、光線、溫度、壓力等自然界的物理量轉(zhuǎn)換而來的電信號。常見的模擬集成電路包括運算放大器、放大器、比較器、穩(wěn)壓器、振蕩器、濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）等。運算放大器是模擬集成電路中應(yīng)用最為廣泛的一種，可用于信號放大、濾波、運算等多種功能；放大器用于將輸入信號的幅度進行放大；比較器用于比較兩個輸入信號的大��；穩(wěn)壓器用于提供穩(wěn)定的直流電壓，保證電子設(shè)備的正常工作；振蕩器用于產(chǎn)生周期性的信號，如時鐘信號等；濾波器用于對信號進行濾波處理，去除不需要的頻率成分；模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便數(shù)字系統(tǒng)進行處理；數(shù)模轉(zhuǎn)換器則相反，用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。

    此外，還有一類特殊的集成電路，即混合信號集成電路，它同時包含了數(shù)字電路和模擬電路，能夠處理數(shù)字信號和模擬信號，實現(xiàn)兩種信號之間的轉(zhuǎn)換和交互，廣泛應(yīng)用于需要同時處理數(shù)字和模擬信息的領(lǐng)域，如通信設(shè)備、音頻設(shè)備、傳感器接口等。

    二、集成電路產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

    集成電路產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涵蓋了從上游的材料設(shè)備供應(yīng)，到中游的設(shè)計、制造、封測，再到下游的應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)、相互影響，共同構(gòu)成了集成電路產(chǎn)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)。

    產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括集成電路設(shè)計與制造所需的自動化工具（EDA）、搭建SoC（系統(tǒng)級芯片）所需的核心功能模塊半導(dǎo)體IP、集成電路制造環(huán)節(jié)的核心生產(chǎn)設(shè)備及材料。EDA軟件是集成電路設(shè)計的關(guān)鍵工具，它提供了從電路設(shè)計、仿真、驗證到物理實現(xiàn)等一系列的設(shè)計流程和工具，幫助設(shè)計師快速、高效地完成芯片設(shè)計。半導(dǎo)體IP核則是預(yù)先設(shè)計好的、具有特定功能的集成電路模塊，如處理器內(nèi)核、通信接口、存儲器等，可被復(fù)用在不同的芯片設(shè)計中，大大縮短了芯片設(shè)計周期，降低了設(shè)計成本。集成電路制造設(shè)備和材料是芯片制造的基礎(chǔ)，其中，制造設(shè)備包括光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設(shè)備、離子注入機、測試機、分選機、探針臺等，這些設(shè)備技術(shù)含量高、價格昂貴，是制約集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一；制造材料按制造流程可細分為前端制造材料和后端封裝材料，前端制造材料主要包括硅片、掩模板、光刻材料、前驅(qū)體材料、電子特氣、研磨拋光材料、濕電子化學(xué)品、高純試劑、濺射靶材等，后端封裝材料主要包括封裝基板、引線框架、鍵合線、塑封料等，這些材料的性能和質(zhì)量直接影響著芯片的性能和可靠性。

    產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括IC設(shè)計、IC制造、IC封測三個環(huán)節(jié)。IC設(shè)計是根據(jù)終端應(yīng)用需求，利用EDA工具和半導(dǎo)體IP核，設(shè)計出符合要求的集成電路版圖。IC設(shè)計企業(yè)需要具備深厚的技術(shù)積累、強大的研發(fā)能力和敏銳的市場洞察力，能夠快速響應(yīng)市場變化，推出具有競爭力的芯片產(chǎn)品。IC制造是將設(shè)計好的集成電路版圖通過一系列復(fù)雜的工藝步驟，如光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入等，制作在硅片上，形成具有特定功能的芯片。IC制造環(huán)節(jié)需要大量的資金投入和先進的制造設(shè)備，同時對工藝技術(shù)和生產(chǎn)管理要求極高，目前全球能夠?qū)崿F(xiàn)先進制程芯片制造的企業(yè)屈指可數(shù)。IC封測是將制造好的芯片進行封裝和測試，封裝的目的是保護芯片免受外部環(huán)境的影響，同時為芯片提供電氣連接和物理支撐；測試的目的是檢測芯片的性能和質(zhì)量，確保芯片符合設(shè)計要求。IC封測環(huán)節(jié)相對技術(shù)門檻較低，但市場規(guī)模較大，競爭也較為激烈。

    產(chǎn)業(yè)鏈下游主要是集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域，包括計算機、消費電子、汽車電子、顯示面板、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、通信、航空航天、軍事等眾多領(lǐng)域。不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)�集成電路的性能、功能、可靠性等要求各不相同，推動了集成電路技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。例如，計算機領(lǐng)域?qū)μ幚砥鞯男阅芎陀嬎闼俣纫�求極高；消費電子領(lǐng)域?qū)π酒�的功耗、尺寸、成本等方面較為關(guān)注；汽車電子領(lǐng)域?qū)π酒�的可靠性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性要求嚴(yán)格；物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域則需要大量低功耗、高性能的芯片來實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

    三、產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程回顧

    中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，是一部充滿挑戰(zhàn)與突破的奮斗史，可追溯至20世紀(jì)五六十年代。在當(dāng)時，中國的半導(dǎo)體研究剛剛起步，在科研人員的不懈努力下，成功研制出鍺、硅晶體管。1965年12月，電子工業(yè)部第13所設(shè)計定型了我國第一個實用化的硅單片集成電路GT31，標(biāo)志著中國集成電路產(chǎn)業(yè)邁出了重要的第一步，盡管與美國等發(fā)達國家相比起步較晚，但也緊跟世界步伐。

    20世紀(jì)七八十年代，中國集成電路產(chǎn)業(yè)處于艱難的起步階段。國內(nèi)集成電路企業(yè)面臨著技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、人才短缺等諸多問題，產(chǎn)量低、價格高，產(chǎn)業(yè)十分弱小。即便如此，中國仍通過引進技術(shù)設(shè)備努力推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如北京878廠從1.5英寸的小生產(chǎn)線升級為3英寸的工業(yè)生產(chǎn)線，國營江南無線電器材廠（無錫742廠）從日本東芝公司引進全套設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)彩色電視機用的集成電路，為彩電國產(chǎn)化做出了突出貢獻。

    進入20世紀(jì)九十年代，中國集成電路產(chǎn)業(yè)在技術(shù)引進的道路上繼續(xù)前行，其中無錫微電子工程、“908工程”和“909工程”是這一時期的重要里程碑。無錫微電子工程致力于建立微電子研究中心，引進3微米技術(shù)的集成電路生產(chǎn)線并擴建5微米生產(chǎn)線，總投資達到10.43億元，最終建成了微電子研究中心，擴建了742廠5微米生產(chǎn)線的產(chǎn)能，同時與西門子、NEC合作建立了微電子南方和北方基地�！�908工程”旨在提升中國集成電路的制造技術(shù)水平，雖然在實施過程中遇到了技術(shù)更新?lián)Q代快等問題，但也為后續(xù)的發(fā)展積累了經(jīng)驗。“909工程”則是投資建設(shè)了上海華虹NEC電子有限公司，引進了當(dāng)時先進的0.35微米技術(shù)，為中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。然而，由于“摩爾定律”的存在，同期國際集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，中國與國際先進水平的差距仍然較大。

    21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟全球化的深入發(fā)展和國內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)的快速崛起，中國集成電路產(chǎn)業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。政府高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出臺了一系列政策措施，加大對集成電路產(chǎn)業(yè)的扶持力度，鼓勵企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新投入。國內(nèi)企業(yè)也紛紛加大自主研發(fā)力度，加強與高校、科研機構(gòu)的合作，努力提升技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。在這一時期，中國集成電路產(chǎn)業(yè)逐漸走向成熟，擁有了相對完善的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)體系，在芯片設(shè)計、制造、封測等領(lǐng)域都取得了顯著的進步。一些企業(yè)在先進制程、存儲器、芯片設(shè)計等領(lǐng)域取得了重大突破，如中芯國際在先進制程技術(shù)方面不斷取得進展，逐漸縮小了與國際領(lǐng)先企業(yè)的差距。

    近年來，隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，對集成電路的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，為中國集成電路產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展契機。中國集成電路產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和市場拓展方面取得了豐碩成果，在國際市場上的地位日益提升。盡管如此，中國集成電路產(chǎn)業(yè)在高端芯片、核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備和材料等方面仍然高度依賴進口，面臨著嚴(yán)峻的“卡脖子”問題，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍需不斷努力和突破。

    四、市場規(guī)模與增長趨勢

    中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2029年中國集成電路產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告》表示，近年來，在政策扶持、技術(shù)進步以及市場需求的強勁驅(qū)動下，中國集成電路行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢，展現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展活力。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2024年，我國集成電路產(chǎn)品產(chǎn)量同比增長22.2%，遠超同期GDP的增速�；仡�2013-2023年這十年間，我國集成電路產(chǎn)量年均增長率達15.01%，集成電路銷售額年均增長率則達17.21%，增長勢頭十分強勁。國內(nèi)集成電路產(chǎn)量在2014年首次突破1000億塊，銷售額則在2021年首次突破萬億元大關(guān)，標(biāo)志著中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁上新臺階。到2023年，國內(nèi)集成電路產(chǎn)量已達3514.36億塊，銷售額達到1.22萬億元，分別是2013年的4.05倍和4.89倍，在全球集成電路市場中的地位顯著提升，我國集成電路銷售額占全球市場的比例由2013年的16.46%提高到2023年的40.4%。

    2023年，我國集成電路總產(chǎn)量達3514.4億塊，同比增長8.41%；行業(yè)銷售收入為12580.2億元，同比增長3.15%。2024年1-12月，全國集成電路累計產(chǎn)量達4512.2億塊，同比增長22.2%。海關(guān)總署發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2024年我國集成電路出口1595億美元，超過手機的1343.6億美元成為出口額最高的單一商品，同比增長17.4%并創(chuàng)歷史新高，保持連續(xù)14個月同比增長。顯示出我國集成電路產(chǎn)業(yè)在國際市場上的競爭力不斷增強。

    2023年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售規(guī)模達到12276.9億元，同比增長2.3%。從集成電路“核心三業(yè)”看，2023年設(shè)計業(yè)銷售額5470.7億元，同比增長6.1%；制造業(yè)銷售額為3874億元，同比增長0.5%；封裝測試業(yè)銷售額2932.2億元，同比下降2.1%。未來隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的持續(xù)增長，中國集成電路產(chǎn)業(yè)有望保持良好的發(fā)展態(tài)勢，市場規(guī)模將進一步擴大。尤其是在汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興領(lǐng)域，隨著相關(guān)技術(shù)的普及和應(yīng)用，對集成電路的需求將持續(xù)攀升，將為中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供廣闊的市場空間。同時，國家對集成電路產(chǎn)業(yè)的政策支持力度不斷加大，也將為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的政策環(huán)境，助力中國集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

    五、產(chǎn)業(yè)布局與區(qū)域發(fā)展

    目前，中國集成電路產(chǎn)業(yè)在地域上呈現(xiàn)出集聚發(fā)展的顯著特點，已初步形成了以長三角、環(huán)渤海、珠三角以及中西部地區(qū)為核心的產(chǎn)業(yè)布局。這些區(qū)域憑借各自的優(yōu)勢，在集成電路產(chǎn)業(yè)的不同環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用，共同推動著中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    以上海為核心的長三角地區(qū)，是國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的核心區(qū)域，在制造業(yè)和封測業(yè)方面優(yōu)勢突出，全國占比均超50%。上海市集成電路企業(yè)廣泛涉及芯片設(shè)計、芯片制造、設(shè)備材料、封裝測試等多個領(lǐng)域，已形成了以張江科技園為主，嘉定區(qū)、楊浦區(qū)、青浦區(qū)、漕河涇開發(fā)區(qū)、松江經(jīng)開區(qū)、金山區(qū)和臨港地區(qū)為輔的產(chǎn)業(yè)格局。截止2024年8月，上海集聚了超過1200家行業(yè)重點企業(yè)，匯聚了全國40%的產(chǎn)業(yè)人才，集聚了國內(nèi)50%的行業(yè)創(chuàng)新資源。2023年全年上海集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)銷售收入3250億，同比增長了6.4%，2024年上半年更是實現(xiàn)超過20%的銷售增速。江蘇省已形成涵蓋EDA、設(shè)計、制造、封裝、設(shè)備、材料等較為完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，匯集了眾多知名集成電路企業(yè)，產(chǎn)業(yè)主要集中在蘇南地區(qū)，蘇南地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額約占江蘇省銷售總額的80%以上，形成了以無錫、蘇州和南京等市為中心的集成電路產(chǎn)業(yè)帶。浙江省則偏向于集成電路產(chǎn)業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，杭州市致力于打造集成電路設(shè)計創(chuàng)新之都，通過政策引導(dǎo)和資源投入，加快集成電路芯片研發(fā)，提高國產(chǎn)化水平。

    以北京為核心的京津冀地區(qū)，是國內(nèi)集成電路設(shè)計業(yè)和制造業(yè)發(fā)展的核心地區(qū)。北京市重點發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，以設(shè)計為龍頭，以裝備為依托，以通用芯片、特色芯片制造為基礎(chǔ)，打造集成電路產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。近年來，北京各相關(guān)部門通過投入財政支持資金、引導(dǎo)投資平臺投資產(chǎn)業(yè)基金和項目等方式，帶動國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金及其它社會資金投資北京項目規(guī)模超過1000億元，有力地推動了集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。天津在海河產(chǎn)業(yè)基金的推動下，打造了半導(dǎo)體芯片全產(chǎn)業(yè)鏈，匯聚了中電科、中芯國際、中環(huán)、紫光、海光、美新半導(dǎo)體等行業(yè)龍頭企業(yè)，計劃投資額達359.7億元，致力于打造國內(nèi)領(lǐng)先的集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基地。河北省出臺相關(guān)政策，規(guī)劃石家莊市重點發(fā)展微波集成電路設(shè)計、射頻集成電路設(shè)計等，打造全國領(lǐng)先的專用集成電路設(shè)計制造基地，2024年1-8月，河北省集成電路制造投資增長10.8倍。

    以深圳為核心的珠三角地區(qū)，是國內(nèi)集成電路設(shè)計業(yè)發(fā)展的核心地區(qū)。設(shè)計業(yè)是深圳集成電路產(chǎn)業(yè)的支柱，近年來保持著迅猛的發(fā)展態(tài)勢，2023在全國集成電路設(shè)計業(yè)中占比達30%。深圳市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示：截至2023年底，深圳市共有集成電路企業(yè)654家，2023年產(chǎn)業(yè)營收為2136.8億元，比上年增長32.8%；2024年上半年營收約為1195億元，同比增長22.5%。廣州市則按照《廣東省加快半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》，優(yōu)化發(fā)展芯片設(shè)計，提升產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢；重點發(fā)展特色工藝制造，補齊產(chǎn)業(yè)短板；積極發(fā)展封測、設(shè)備及材料，完善產(chǎn)業(yè)鏈條。

    以四川、湖北、安徽等為核心的中西部地區(qū)，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為活躍的地區(qū)。重慶市欲打造中國集成電路產(chǎn)業(yè)“新一極”，建設(shè)集設(shè)計、制造、測試、封裝于一體的集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈，提出到到2027年，全市集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)營收突破120億元；新增集成電路設(shè)計企業(yè)100家以上，其中營收超過5億元的企業(yè)1家以上、營收超過2億元的企業(yè)4家以上。湖北省經(jīng)過十多年的發(fā)展，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成，全省相關(guān)企業(yè)有200多家。安徽省致力于打造半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高地，合肥市欲打造中國IC之都，隨著合肥晶合集成電路有限公司正式量產(chǎn)以及引進一批臺灣知名企業(yè)，已逐步形成了集成電路設(shè)計制造、設(shè)備材料等全產(chǎn)業(yè)鏈，并帶動其他高科技產(chǎn)業(yè)取得了良好的發(fā)展態(tài)勢。

    六、技術(shù)創(chuàng)新與研究成果

    （一）關(guān)鍵技術(shù)突破

    近年來，隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，對關(guān)鍵技術(shù)的突破成為了推動產(chǎn)業(yè)進步的核心動力。在先進制程技術(shù)方面，極紫外光刻技術(shù)（EUV）取得了重大突破，這一技術(shù)采用極紫外光作為光源，能夠?qū)崿F(xiàn)更小的線寬和更高的分辨率，是制造7納米及以下先進制程芯片的關(guān)鍵技術(shù)。日本沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)的津守教授設(shè)計出一種極紫外光刻技術(shù)，超越了半導(dǎo)體制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)界限，其基于此設(shè)計的光刻設(shè)備可采用更小的EUV光源，功耗還不到傳統(tǒng)EUV光刻機的十分之一，這不僅降低了成本，還大幅提高了機器的可靠性和使用壽命。

    2024年12月30日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)表示，航天學(xué)院趙永蓬教授的“放電等離子體極紫外光刻光源”獲得黑龍江省高校與科研院所職工科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化大賽一等獎。該技術(shù)可提供中心波長為13.5納米的極紫外光，滿足了極紫外光刻市場對光源的迫切需求，為推動中國極紫外光刻領(lǐng)域發(fā)展、解決高端制造領(lǐng)域關(guān)鍵問題作出了貢獻。雖然哈工大研發(fā)光源的焦點功率與ASML的產(chǎn)品仍有差距，但其采用的“放電等離子體”方案轉(zhuǎn)化效率更高，且成功繞過了ASML的“專利壁壘”，開辟出全新的技術(shù)通道。

    在封裝技術(shù)領(lǐng)域，三維疊層互補晶體管技術(shù)（CFET）成為研究熱點。這種技術(shù)通過將不同類型的晶體管垂直堆疊，能夠在相同的芯片面積上實現(xiàn)更高的集成度和性能提升。IMEC于2018年提出了堆疊互補晶體管的微縮版CFET技術(shù)，英特爾和臺積電也都進行了跟進。在2023年的IEEE國際電子器件會議上，英特爾展示了其在3D堆疊CMOS晶體管方面取得的突破，研究人員通過將3D堆疊CMOS晶體管與背面供電和背面接觸相結(jié)合，實現(xiàn)了業(yè)界首次在縮小至60nm的柵極間距下的CFET 。

    復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院周鵬教授、包文中研究員及信息科學(xué)與工程學(xué)院萬景研究員創(chuàng)新地提出了硅基二維異質(zhì)集成疊層晶體管技術(shù)。該技術(shù)利用成熟的后端工藝將新型二維材料集成在硅基芯片上，并利用兩者高度匹配的物理特性，成功實現(xiàn)4英寸大規(guī)模三維異質(zhì)集成互補場效應(yīng)晶體管，在相同的工藝節(jié)點下實現(xiàn)了器件集成密度翻倍，并獲得了卓越的電學(xué)性能。

    （二）代表性研究成果

    在集成電路技術(shù)創(chuàng)新的征程中，眾多科研機構(gòu)和高校取得了一系列具有代表性的研究成果，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了強大動力。復(fù)旦大學(xué)研發(fā)的硅基二維異質(zhì)集成疊層晶體管技術(shù)，創(chuàng)新性地將新型二維原子晶體引入傳統(tǒng)的硅基芯片制造流程，實現(xiàn)了晶圓級異質(zhì)CFET技術(shù)。團隊利用硅基集成電路的標(biāo)準(zhǔn)后端工藝，將二硫化鉬三維堆疊在傳統(tǒng)的硅基芯片上，形成p型硅- n型二硫化鉬的異質(zhì)互補CFET結(jié)構(gòu)。二硫化鉬的低溫工藝與當(dāng)前硅基集成電路的后端工藝流程高度兼容，大幅降低了工藝難度且避免了器件的退化，兩種材料的載流子遷移率接近，器件性能完美匹配，使異質(zhì)CFET的性能優(yōu)于傳統(tǒng)硅基及其他材料。這一成果不僅提升了芯片的集成密度，滿足了高算力處理器、高密度存儲器及人工智能等應(yīng)用的發(fā)展需求，還有望助力打破國外在大規(guī)模集成電路領(lǐng)域的技術(shù)封鎖。

    清華大學(xué)集成電路學(xué)院任天令教授團隊在小尺寸晶體管研究方面取得重要進展，首次實現(xiàn)了具有亞1納米柵極長度的晶體管，并具有良好的電學(xué)性能。該團隊巧妙利用石墨烯薄膜超薄的單原子層厚度和優(yōu)異的導(dǎo)電性能作為柵極，通過石墨烯側(cè)向電場來控制垂直的二硫化鉬溝道的開關(guān)，從而實現(xiàn)等效的物理柵長為0.34納米。通過在石墨烯表面沉積金屬鋁并自然氧化的方式，完成了對石墨烯垂直方向電場的屏蔽，再使用原子層沉積的二氧化鉿作為柵極介質(zhì)、化學(xué)氣相沉積的單層二維二硫化鉬薄膜作為溝道�；�于工藝計算機輔助設(shè)計的仿真結(jié)果，進一步表明了石墨烯邊緣電場對垂直二硫化鉬溝道的有效調(diào)控，預(yù)測了在同時縮短溝道長度條件下晶體管的電學(xué)性能情況。這項工作推動了摩爾定律進一步發(fā)展到亞1納米級別，為二維薄膜在未來集成電路的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。