三维集成技术自主可控 强“芯”助力国运高质量发展

2025-08-26 09:40:34 来源: 周口网 阅读量:
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摘要:——西安电子科技大学单光宝教授及其科研团队在全球半导体产业激烈竞争的背景下,集成电路技术的自主可控已成为国家发展的关键所在。作为现代电子产品的核心,我国的集成电路技术曾一度受到困扰,束缚了高

——西安电子科技大学单光宝教授及其科研团队

在全球半导体产业激烈竞争的背景下,集成电路技术的自主可控已成为国家发展的关键所在。作为现代电子产品的核心,我国的集成电路技术曾一度受到困扰,束缚了高科技产业的发展。如何突破困境,以自主技术走出科技强国之路成为了科学家们必答课题。

作为三维集成电路/微系统方向技术带头人、芯粒设计技术项目首席科学家、西安电子科技大学教授、西安电子科技大学集成电路学部教授单光宝,多年来一直从事集成电路、三维集成领域技术研究与工程转化等科学研究,探索符合国情的集成电路/微系统发展路线,攻克三维集成关键技术,赶超国外先进工艺,解决了产业现实难题。并获得陕西高等学校科学技术研究优秀成果技术发明特等奖、2024年度科技人物领军人才等奖项和荣誉。

科学之缘:扎根集成电路研究三十年

改革开放后我国电子产业的飞速发展,科技创新成为时代所需。1994年在兰州大学进行半导体器件和微电子学专业学习的单光宝决心以专业为突破口,为今后的科研创新注入了坚定的信心。2010年,单光宝教授察觉到传统二维集成电路的局限性,决定踏入三维集成技术这一新兴领域。自2018年加入西安电子科技大学后,在科学研究上开始了大跨步的迈进。始终秉持“问题导向”的研究理念,科研不能只追求论文数量,更要解决产业痛点。

单光宝教授在指导学生

创新突破:贡献三维集成的中国方案

面对我国集成电路技术科研瓶颈和壁垒,唯有大胆创新研发才能走出困境,从理论到设计乃至产品落地,逐一突破,以体系化的科研成果奉献给社会,研制出的每一块芯片,都是国家科技实力的缩影。

针对电子系统小型化集成设计精准度差的难题,提出高效精准建模技术。团队探明了微小体积内电-磁-热-力复杂耦合机理和对模型精度影响规律,建立多物理场耦合仿真模型,解决了单场模型影响仿真精度的难题;厘清了涡流效应、趋肤效应、邻近效应对模型参数的影响规律,提出硅基屏蔽差分同轴、类同轴硅通孔模型,解决了高频耦合效应影响系统性能和稳定性的关键瓶颈;建立TSV结构参数与模型指标的神经网络预测模型,显著提升建模效率。最终,使得模型精度优于90%,仿真效率提升10倍,解决了电子系统小型化集成设计精准度差的难题。

单光宝教授团队样品测试

在智能化多场协同设计创新成果中,芯粒架构仿真工具可根据频谱感知、雷达探测等任务需求快速优化出满足需求的链路及芯粒指标。设计效率提升1.47个数量级。智能化多场协同设计软件兼容多种主流软件、内置多种预测模型、优化算法,满足不同设计需求。

助推科研成果从实验室到走向成果转化,是技术研发的终极目的,在三维集成微系统样机以及三维智能电磁感知微系统样品中,智能电磁频谱感知样机,鉴定到达国际领先水平。实现了基于分立器件功能固化向“一型多机”灵活配置、一体化三维系统集成的跨越发展。

凝聚团队智慧聚焦先进工艺受限条件下射频系统高质量发展,采用系统工程原理,基于自上而下的方法构建后摩尔时代高性能集成电路、射频系统设计和制造相对解耦且共同发展的新范式。“只有打破学科壁垒,才能实现真正的创新。”单光宝教授始终相信团队是实现创新突破的坚强基石,推崇“跨学科协作”模式,集结了微电子、材料、人工智能等多领域青年才俊,推动建设了国内一流、国际领先的集成电路与微系统研发团队。坚持研教融合的育人模式,培养了大批优秀科研工作者,为学科持续发展提供了人才队伍。锚定“可重构集成架构”这一无人区,誓要以毫米之精,搭建起自主可控的技术长城。(白小果)

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