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重磅发布!2023年度中国半导体十大研究进展

时间:02-06 来源:最新资讯 访问次数:13

重磅发布!2023年度中国半导体十大研究进展

(点击成果名称即可查看详情;排名不分先后)01、接近衬底级晶体质量的氮化物宽禁带半导体异质外延薄膜北京大学沈波、许福军团队针对大失配异质外延导致氮化物宽禁带半导体高缺陷密度的难题,创新发展了一种基于纳米图形化AlN/蓝宝石模板的“可控离散和可控聚合”侧向外延方法,使蓝宝石衬底上AlN外延薄膜位错腐蚀坑密度大幅降低了两个量级,至~104 cm-2,实现了接近衬底级晶体质量的AlN外延薄膜,并应用于相关器件研制。该成果发表于《自然·材料》杂志(Nature Materials, 2023, 22: 853–859)。高质量AlN外延薄膜控制动力学及其应用。02、超高集成度光学卷积处理芯片中国科学院半导体研究所李明研究员-祝宁华院士团队借助空-时变换结合波分复用技术,采用多模干涉机理,成功研制了一款超高集成度光学卷积处理芯片,创造了目前光计算芯片最高算力密度记录,该芯片调控单元数量随矩阵规模呈线性增长,有效缓解了光计算芯片规模扩展的难题,为解决光计算芯片大规模集成探索了一个新的方向。该成果发表于《自然·通信》杂志(Nature Communications, 2023, 14: 3000)。超高集成度光学卷积处理芯片。03、单原子层MoS2接触电阻接近量子极限王欣然(南京大学/苏州实验室)、施毅(南京大学)和王金兰(东南大学)教授带领的合作团队提出能带杂化增强欧姆接触新机理,利用半金属接触,成功将单原子层MoS2接触电阻降低至42 Ω·μm,首次低于化学键结合的硅基器件并接近理论量子极限,进而实现了单层二维半导体晶体管最高电流记录。该成果发表于《自然》杂志(Nature, 2023, 613: 274–279),同时入选了ESI热点和高被引论文。04、首例外延高κ栅介质集成型二维鳍式晶体管北京大学彭海琳教授团队实现了世界首例二维半导体鳍片/高κ栅氧化物异质结阵列的外延生长及其三维架构的异质集成,并研制了高性能二维鳍式场效应晶体管(2D FinFET)。该原创性工作突破了后摩尔时代高速低功耗芯片的二维半导体/高κ栅介质精准合成与新架构三维异质集成瓶颈,为开发未来先进芯片技术带来新机遇。该成果发表于《自然》杂志(Nature, 2023, 616: 66–72)。首例外延高κ栅介质集成型二维鳍式晶体管(2D Bi2O2Se/Bi2SeO5 FinFET)。05、超越硅极限的弹道二维晶体管北京大学彭练矛院士、邱晨光研究员团队构筑了10纳米弹道二维硒化铟晶体管,创造性的开发了稀土元素钇掺杂诱导二维相变技术,首次推进二维晶体管实际性能超过业界先进节点硅基Fin晶体管和IRDS预测的硅极限,并且将二维晶体管的工作电压降到0.5 V,室温弹道率达83%,为国际上迄今速度最快能耗最低的二维半导体晶体管。该成果发表于《自然》杂志(Nature, 2023, 616: 470–475)。弹道二维硒化铟晶体管器件结构、性能优势和芯片展望。06、柔性单晶硅太阳电池中国科学院上海微系统与信息技术研究所刘正新、狄增峰团队针对传统单晶硅太阳电池易碎的缺陷,通过介观对称性结构设计,开发了边缘圆滑处理技术,在国际上率先发明了柔性单晶硅太阳电池技术,实现了力学韧性和抗震性的跨越式提升,制备的轻质柔性组件成功应用于临近空间飞行器,将极大地开辟单晶硅太阳电池新的应用领域。该成果以杂志封面形式发表于《自然》杂志(Nature, 2023, 617: 717–723)。工业尺寸柔性单晶硅太阳电池。07、新型感存算一体光电探测器中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室胡伟达、苗金水研究团队在国际上首次提出了基于离子-电子耦合效应的感存算一体光电探测器,通过模拟人类视觉感知架构,实现了感知端光电信息处理功能,可解决红外感知分立架构产生的延迟和功耗问题,为大规模硬件集成感存算光电感知芯片及其目标识别应用奠定了基础。该成果发表于《自然·纳米技术》杂志(Nature Nanotechnology, 2023, 18: 1303–1310)。08、全球首款可片上学习的忆阻器存算一体芯片清华大学钱鹤、吴华强研究团队在国际上首次实现了全系统集成、支持高效片上学习的忆阻器存算一体芯片,通过一种基于符号和阈值的权重更新算法及硬件架构,解决了传统CMOS电路与忆阻器适配性差的问题,并使芯片在增量学习任务中的功耗仅有传统硬件的1/35,为边缘端人工智能硬件平台提供了一种新的高能效解决方案。该成果发表于《科学》杂志(Science, 2023, 381: 1205–1211)。09、光电全模拟智能计算芯片清华大学戴琼海、方璐、乔飞、吴嘉敏合作攻关,建立了大规模可重构光电智能计算架构,结合光计算和模拟电子计算技术,突破传统芯片架构中数据转换速度、精度与功耗相互制约的瓶颈,研制了全模拟光电智能计算芯片ACCEL。与现有高性能芯片相比,算力提升千倍,能效提升百万倍。该芯片将在无人系统和智能大模型等实现应用。该成果发表于《自然》杂志(Nature, 2023, 623: 48–57)。10、可重构数字存算一体AI芯片清华大学尹首一教授、魏少军教授及香港科技大学涂锋斌教授团队提出可兼顾能效、精度和灵活性的AI芯片新范式——可重构数字存算一体架构,设计出国际首款面向通用云端高算力场景的存算一体AI芯片ReDCIM(Reconfigurable Digital Computing-In-Memory)。该芯片首次在存算一体架构上支持高精度浮点与整数计算,可满足数据中心级的云端AI推理和训练等各种应用场景需求。该成果发表于集成电路领域顶级期刊IEEE Journal of Solid–State Circuits(JSSC, Volume: 58, Issue: 1, January 2023)。可重构数字存算一体AI芯片ReDCIM的显微照片、核心技术、与同期研究对比。2023年度“中国半导体十大研究进展”提名奖(点击成果名称即可查看详情;排名不分先后)01、在双层半导体量子阱中揭示激子分数量子霍尔态成果论文:Excitonic topological order in imbalanced electron–hole bilayers. Nature, 2023, 619: 57–62论文作者:Rui Wang, Tigran A. Sedrakyan, Baigeng Wang, Lingjie Du & Rui-Rui Du02、首例基于拓扑保护的半导体手性光子源芯片成果论文:Topology-induced chiral photon emission from a large-scale meron lattice. Nature Electronics, 2023, 6: 516–524论文作者:Xuefeng Wu, Xu Li, Wenyu Kang, Xichao Zhang, Li Chen, Zhibai Zhong, Yan Zhou, Johan Åkerman, Yaping Wu, Rong Zhang & Junyong Kang03、一种CMOS兼容的低矫顽场三方相铁电Hf(Zr)1+xO2材料成果论文:A stable rhombohedral phase in ferroelectric Hf(Zr)1+xO2 capacitor with ultralow coercive field. Science, 2023, 381: 558–563论文作者:Yuan Wang, Lei Tao, Roger Guzman, Qing Luo, Wu Zhou, Yang Yang, Yingfen Wei, Yu Liu, Pengfei Jiang, Yuting Chen, Shuxian Lv, Yaxin Ding, Wei Wei, Tiancheng Gong, Yan Wang, Qi Liu, Shixuan Du & Ming Liu04、光化学键合实现半导体3D纳米打印成果论文:3D printing of inorganic nanomaterials by photochemically bonding colloidal nanocrystals. Science, 2023, 381: 1468–1474论文作者:Fu Li, Shao–Feng Liu, Wangyu Liu, Zheng-Wei Hou, Jiaxi Jiang, Zhong Fu, Song Wang, Yilong Si, Shaoyong Lu, Hongwei Zhou, Dan Liu, Xiaoli Tian, Hengwei Qiu, Yuchen Yang, Zhengcao Li, Xiaoyan Li, Linhan Lin, Hong–Bo Sun, Hao Zhang & Jinghong Li05、可重构相干纳米激光阵列成果论文:Reconfigurable moire nanolaser arrays with phasesynchronization. Nature, 2023, 624: 282–288论文作者:Hong-Yi Luan, Yun-Hao Ouyang, Zi-Wei Zhao, Wen–Zhi Mao & Ren-Min Ma06、半导体黑磷的超快瞬时能带调控成果论文:Pseudospin-selective Floquet band engineering in black phosphorus. Nature, 2023, 614: 75–80论文作者:Shaohua Zhou, Changhua Bao, Benshu Fan, Hui Zhou, Qixuan Gao, Haoyuan Zhong, Tianyun Lin, Hang Liu, Pu Yu, Peizhe Tang, Sheng Meng, Wenhui Duan & Shuyun Zhou07、先进节点碳基集成电路成果论文:Scaling aligned carbon nanotube transistors to a sub-10 nm node. Nature Electronics, 2023, 6: 506–515论文作者:Yanxia Lin, Yu Cao, Sujuan Ding, Panpan Zhang, Lin Xu, Chenchen Liu, Qianlan Hu, Chuanhong Jin, Lian–Mao Peng & Zhiyong Zhang08、基于存算一体硬件的无线数据传输系统成果论文:Parallel in-memory wireless computing. Nature Electronics, 2023, 6: 381–389论文作者:Cong Wang, Gong-Jie Ruan, Zai-Zheng Yang, Xing–Jian Yangdong, Yixiang Li, Liang Wu, Yingmeng Ge, Yichen Zhao, Chen Pan, Wei Wei, Li–Bo Wang, Bin Cheng, Zaichen Zhang, Chuan Zhang, Shi-Jun Liang & Feng Miao09、一款基于环形放大器的10毫瓦、10位有效位、1G采样率的模数转换器成果论文:A 10-mW 10-ENoB 1-GS/s ring-amp-based pipelined TI-SAR ADC with split MDAC and switched reference decoupling capacitor. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2023, 58: 3576–3585论文作者:Mingtao Zhan, Lu Jie, Yi Zhong & Nan Sun10、应用于高速无线通信的硅基220 GHz滑动中频收发芯片组成果论文:A 220-GHz sliding-IF quadrature transmitter and receiver chipset for high data rate communication in 0.13-μm SiGe BiCMOS. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2023, 58: 1913–1927论文作者:Zekun Li, Jixin Chen, Huanbo Li , Jiayang Yu, Yuxiang Lu, Rui Zhou, Zhe Chen & Wei Hong>End本文转载自“ ”,原标题《重磅发布!2023年度中国半导体十大研究进展》。为分享前沿资讯及有价值的观点,太空与网络微信公众号转载此文,并经过编辑。未按照规范转载及引用者,我们保留追究相应责任的权利部分图片难以找到原始出处,故文中未加以标注,如若侵犯了您的权益,请第一时间联系我们。HISTORY/往期推荐充满激情的新时代,充满挑战的新疆域,与踔厉奋发的引领者,卓尔不群的企业家,一起开拓,一起体验,一起感悟,共同打造更真品质,共同实现更高价值,共同见证商业航天更大的跨越!——《太空与网络》,观察,记录,传播,引领。·《卫星与网络》编辑委员会高级顾问:王国玉、刘程、童旭东、相振华、王志义、杨烈·《卫星与网络》创始人:刘雨菲·《卫星与网络》副社长:袁鸿翼,王俊峰·微信公众号(ID:satnetdy)团队编辑:艳玲、哈玫,周泳、邱莉、黄榕主笔记者:李刚、魏兴、张雪松、霍剑、乐瑜、刀子、赵栋策划部:杨艳、若㼆、李真子视觉总监:董泞专业摄影:冯小京、宋伟设计部:顾锰、潘希峎、杨小明行政部:姜河、林紫业务部:王锦熙、瑾怡原创文章转载授权、转载文章侵权、投稿等事宜,请加微信:18600881613商务合作;展览展厅设计、企业VI/CI及室内设计、企业文化建设及品牌推广;企业口碑传播及整体营销传播等,请加微信:13811260603杂志订阅,请加微信:wangxiaoyu9960·卫星与网络各分部:成都分部负责人:沈淮长沙分部负责人:宾鸿浦西安分部负责人:郭朝晖青岛分部负责人:江伟·卫星与网络总部负责人:农燕·会议活动部负责人:乔颢益、许克新、董今福· 投融资及战略层面合作:刘雨菲·本平台签约设计公司:一画开天(北京)文化创意设计有限公司· 航天加(深圳)股权投资基金管理负责人:杨艳

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