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科研成果

近5年，北大微电子研究团队共发表学术论文1100余篇，其中SCI论文470余篇；申请专利210余项，获授权 260 余项。连续15年在IEDM上发表论文90余篇（北京大学为第一单位），其中2018年、2021年发表论文总数为全球高校第一；多项成果被连续写入5版国际半导体技术发展路线图。

2026-07-23 北京大学集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队在光电微系统集成领域取得重要进展在可穿戴电子与微型医疗监测设备中，实现“感知-处理-通信”多功能芯片的高密度、低功耗及小型化集成是当前的研究热点。然而，传统基于印刷电路板（PCB）的集成方式体积大、静态功耗高；而现有的多芯片组件及集成扇出封装技术受限于微凸点键合缩放极限或环氧树脂基底的散热瓶颈，难以同时兼顾体积、成本、功能密度与热稳定性。因此，开发兼具高集成密度、强散热能力与超低功耗的新型异构集成技术具有重要学术价值与应用前景。图1｜硅嵌入多功能异构集成（SEMHI）技术与可穿戴PPG检测系统架构针对上述挑战，北京大学集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队提出了一种基于自顶向下工程的硅基埋入式多功能异构集成（SEMHI）方法。在热管理与布局优化方面，团队基于模拟退火算法开发了多目标热感知布局优化模型，在体积、线长及瞬态/稳态温度等多重约束下实现最优芯片阵列布局，相比传统紧凑布局成功将芯片峰值工作温度降低了 6.5 °C。在工艺制备方面，团队研发了聚合物-金属-二氧化硅多层掩模与多步深硅刻蚀工艺，实现了深度偏差小于 ±3 μm 的多深度埋入微槽制备；通过铜半加成布线工艺（...
2026-07-23 北京大学集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队在Ka频段射频异构集成微系统领域取得重要进展面向 5G-Advanced 及 6G 毫米波无线通信网络，开发具备高工作频率、低信号传输损耗及高度小型化的射频前端微系统是打破单片集成物理极限的关键。玻璃转接板（Glass Interposer）因具备极低介电损耗、高平整度及可调热膨胀系数，被视为毫米波射频异构集成的理想平台。然而，传统玻璃加工中的激光烧蚀技术易引发侧壁裂纹与高粗糙度，且高温镀铜再布线层的表面粗糙度会显著加剧毫米波频段的趋肤效应损耗，限制了高性能射频微系统的实际应用。图1｜嵌入式玻璃扇出（eGFO）Ka频段射频微系统整体架构针对上述瓶颈，北京大学集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队提出了一种基于激光诱导深刻蚀（LIDE）与化学机械抛光（CMP）的高密度、低损耗嵌入式玻璃扇出（eGFO）异构集成新工艺。在基底微加工方面，团队利用 LIDE 技术制备出具备优异垂直度与无裂纹侧壁的高精度盲槽，实现了对不同厚度 GaN 及 Si 芯片的高精度嵌入；在传输损耗控制方面，通过优化 CMP 抛光工艺，将金属 RDL 的表面均方根粗糙度（RMS）大幅降低 97%（由 13.15 nm...
2026-07-22 北京大学集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队在深硅刻蚀三维形貌非破坏性快速测量领域取得重要进展在半导体三维封装与MEMS器件加工中，深反应离子刻蚀形成的深槽深度、侧壁倾角及侧壁波纹度直接决定了器件性能。然而，由几何尺寸引发的图案依赖效应会导致不同开口尺寸下的刻蚀形貌存在显著差异。目前破坏性切片观察耗时数小时且无法在线生产，而无损光学检测又受限于分辨率限制，难以还原深槽内部侧壁与波纹细节。因此，实现高吞吐、高精度、完全无损的在线测量是行业迫切需求。图1：智能虚拟测量模型整体架构针对上述挑战，北京大学集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队结合深硅刻蚀的物理规律与深度学习技术，构建了从二维表面观测数据到三维完整形貌的非破坏性映射网络。在视觉提取方面，团队基于 YOLO-Pose 架构开发了针对刻蚀 SEM 图像的计算机视觉模型，引入路径聚合网络实现多尺度特征融合，自动精准定位深槽顶口、底口与深度的亚像素关键点。模型关键点定位 Pose mAP50-95 达到 0.995，核心几何尺寸提取准确率超过 95.11%（R2>0.98）。在形貌预测方面，团队将反应离子刻蚀滞后与 Knudsen 气体扩散传输理论引入特征工程，设计了分层级联与混...
2026-07-03 Science | 北京大学杨玉超教授团队研制全球首款基于可控存内计算的忆阻器神经动力学芯片近日，新基石研究员、北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心教授、深圳研究生院信息工程学院院长杨玉超团队，联合中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠研究员团队等，在国际顶级学术期刊《科学》发表题为“A sub-10-millisecond neural dynamical system based on phase change memristors”的研究成果，在新型神经动力学计算芯片领域取得重大突破。研究团队成功研制出全球首个基于相变忆阻器的毫秒级神经动力学系统芯片，突破了相变型忆阻器长期面临的“可控存内计算”国际难题，首次将神经动力学系统的单步运算时延压缩至2.12毫秒。神经动力学系统将神经网络的表达能力与微分方程的连续演化机制相结合，在物理世界建模、计算成像等领域具有广泛用途，自神经动力学系统诞生半个世纪以来，如何在保持高精度连续建模能力的同时实现低延迟实时计算，始终是制约该类系统走向实际应用的核心瓶颈。针对这一问题，团队提出了基于相变型忆阻器的“可控存内计算”新范式，通过调控相变存储器电导漂移与多级电导特性，构建出精准可控的原位存内计算机制，系统性地融合器件物理特性...
2026-06-22 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心贺明研究员团队在多模态感知融合研究中取得重要进展人脑能够跨越视觉和听觉多源感官无缝融合信息，利用超加性（Superadditivity）、反向效应（Inverse effectiveness）和时间一致性（Temporal congruency）等神经整合原则，在极低功耗下实现高效多模态感知融合。然而，当前人工智能系统主要依赖传统的“先传感，后融合”算法架构，导致缺乏生物神经系统的自适应和非线性耦合特性，在边缘端硬件部署时面临巨大的功耗与延迟问题，限制了边缘智能感知的性能。针对上述问题与挑战，北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心贺明研究员团队提出了一种基于铁电半导体晶体管器件（FeS-FET）物理计算驱动的声光原位融合新方案。研究团队利用低压化学气相沉积（LPCVD）方法引入晶格应变，成功打破了二维Bi2O2Se半导体的晶体对称性，使其产生本征铁电极化，实现铁电与半导体特性并存（图1）。通过将声音信号转换为栅极电压调控铁电极化，并与晶体管沟道的光电响应进行深度的物理层级耦合，团队率先在单器件层面实现了物理计算驱动的声光信息原位融合，完美复刻了生物多感觉融合的核心神经行为。图1. 应变工程调控的Bi2O2Se铁电半导体。 ...
2026-05-26 北京大学团队在面向“韬定律”3D逻辑折叠设计“真3D”EDA方向取得关键进展近日，华为报道了以逻辑折叠（Logic Folding）技术为核心的“韬（τ）定律”，将芯片设计从2D平面优化推向标准单元堆叠的3D重构（详见相关新闻和https://chinaxiv.org/abs/202605.00224）。与传统的die-to-die堆叠不同，逻辑折叠并非将粗粒度的模块拆分到多块芯粒进行堆叠，而是在设计阶段就把同一模块内部的逻辑，细化到标准单元级，分布到垂直堆叠的多层晶圆上，通过微米/亚微米级face-to-face混合键合在垂直方向直接打通关键路径。这一设计范式对EDA工具提出了新的要求。传统的2D设计流程，乃至现行的“赝3D” （pseudo-3D）设计流程，即综合后每个模块被一次性“钉死”到某一片die，再用2D EDA工具逐片实现，都已不足以发挥其潜力。要真正承载逻辑折叠，物理设计实现必须在完整的三维空间中搜索，模块内划分、跨die互连与垂直热路径优化应在同一个优化框架下协同求解。这正是“真3D”（true-3D）EDA工具的核心要义。 “真3D”vs“赝3D”：一个模块不再被钉死在某一片die上真3D与赝3D的范式差异可以归结为以下两点。其一，划...
2026-05-18 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心AI for EDA开源数据集CircuitNet升级3.0版本北京大学林亦波研究员-王润声教授课题组长期推动的 AI for EDA开源数据集CircuitNet 系列，目前升级到了3.0版本。此前，课题组联合合作者发布了 CircuitNet 1.0，面向 AI for EDA 领域缺乏公开数据集的问题，构建了首个大规模开源 EDA 数据集，为机器学习方法在芯片设计任务中的研究提供了标准化数据基础，相关成果发表于 Science China: Information Sciences，其扩展工作发表于 IEEE TCAD。随后，团队进一步提出 CircuitNet 2.0，面向先进工艺和更真实的芯片设计场景，扩展了数据规模、设计任务和评测基准，相关论文入选 ICLR 2024。近期，与中国科学院计算技术研究所团队合作，提出了面向AI驱动芯片设计的新一代开源数据集CircuitNet 3.0，相关论文由计算所、北京大学集成电路学院、香港中文大学共同完成，发表于国际机器学习顶级会议 ICLR 2026，为机器学习方法在芯片设计自动化领域的研究与评测提供了重要支撑。 CircuitNet 3.0 在前两代工作的基础上，进一步拓展RTL设计多样性、跨阶...
2026-04-21 北大集成电路学院、微米纳米加工技术全国重点实验室、集成电路高精尖创新中心王玮—张驰团队在高功率电子器件热管理领域取得突破性进展随着高性能计算芯片的功率密度持续攀升，芯片级热管理正成为制约电子系统性能与可靠性的关键瓶颈。两相冷却能够利用相变潜热实现高效传热，被认为是高热流密度电子器件散热的重要发展方向。然而，在实际电子系统中，传统水冷方案虽然换热能力突出，却存在导电风险；绝缘工质虽具有电气安全优势，但普遍面临导热系数低、汽化潜热有限等问题。如何在保证电气绝缘的前提下进一步提升两相散热能力，仍是当前热管理研究中的重要难题。针对上述挑战，北京大学集成电路学院、微米纳米加工技术全国重点实验室、集成电路高精尖创新中心王玮-张驰团队提出了一种基于多孔结构复合微翅片的芯片级两相射流冲击散热方案。该工作围绕供液歧管设计、表面强化沸腾及低热阻传热路径构建，设计并通过3D打印制备了分布式供液歧管，实现液汽分离路径以降低热阻；通过多孔结构与芯片背面刻蚀的硅翅片实现原位共形集成，在增大散热面积的同时增加汽化核心，提升了散热能力。最终该散热方案实现了无热界面材料（TIM）、无盖板的芯片级直接两相射流冷却散热封装，使用绝缘冷却工质Novec 649，实现散热功率610 W、芯片结温69℃、热阻0.07 K/W的高效散热。其中，在552...
2026-04-13 集成电路学院/微米纳米加工技术全国重点实验室/集成电路高精尖创新中心王玮教授团队在可重构流场编码领域取得重要进展镓基液态金属的连续电润湿效应是驱动毫-微流体的一种高效电驱动方式，仅需约1伏量级的电压即可产生每秒数十倍于液滴体长的强流场。然而，镓基液态金属在连续电润湿过程中自发形成的表面氧化层，长期以来被视为影响驱动稳定性和可控性的干扰因素，其与流场之间的耦合机制尚不明确，严重制约了液态金属连续电润湿效应在毫-微流控系统中的应用。针对上述问题，北京大学集成电路学院、微米纳米加工技术全国重点实验室、集成电路高精尖创新中心王玮教授团队联合新加坡国立大学Chwee Teck Lim教授团队，通过建立法拉第去极化理论模型，系统揭示了液态金属液滴在无/有氧化层覆盖状态下对流场模式的调控规律。研究团队采用脉冲方波与无偏方波激励，结合粒子图像测速，系统识别出四种典型流动模态，理论与实验高度吻合。实验结果表明，氧化层边缘的流动分离是决定流场模式切换的关键机制。在氧化层的介导下，液态金属液滴可作为实现稳定且持续的可重构流体逻辑的基本单元。图1 基于液态金属连续电润湿的典型流场模式基于上述机理，研究团队进一步构建了几种可编程的毫-微流控平台：基于脉冲方波激励，在通道网络和开放空间中，他们通过集成液态金属液滴并控...
2026-03-25 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心程哲课题组在APR报道掺杂半导体导热机理方面取得进展掺杂被广泛应用于半导体领域，改善半导体电学特性。随着电子器件尺寸不断缩小，功率密度不断增大，散热问题日益成为制约先进芯片技术继续微缩的关键瓶颈，特别是下一代三维堆叠芯片与高功率/高频宽禁带半导体器件。相比于文献中掺杂对半导体电性影响的研究，掺杂对半导体导热性能的影响较少，特别是一些特殊的声子散射机制。针对上述问题，程哲课题组联合国内外合作者，通过先进的单晶生长工艺、高分辨率结构表征技术与高精度热测量方法，实现了对高质量硼掺立方碳化硅（3C-SiC）单晶体在不同掺杂浓度下热导率的精确测量，并深入分析了共振声子散射的机制。研究结果表明，硼掺杂浓度为4x1019cm-3时，3C-SiC样品热导率出现了约50%的下降，降幅为常见半导体中掺杂导致热导率下降的最高水平。热导率下降的核心机制为，硼原子取代碳原子后，破坏原有四面体对称结构，引发声子共振散射。声子共振散射理论为Robert O Pohl教授（程哲研究员的导师的导师）提出，本研究为该理论机制提出六十多年以来首次在半导体中严格实验观测到。立方碳化硅为可以生长大晶圆的材料中导热系数第二高的材料，而且可以和硅外延集成，有望应用于3D-IC的转接...
2026-03-19 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心杨玉超教授团队在视觉神经形态计算领域取得进展随着智能感知与边缘计算的快速发展，传统基于CMOS传感器的视觉系统在处理效率与能耗方面面临严峻挑战。现有架构中，感知、存储与计算单元彼此分离，数据频繁搬移，导致系统复杂度提升，延迟与功耗显著增加。为突破这一瓶颈，视觉神经形态计算架构逐渐兴起，其核心是在传感器层面融合光学感知与初步处理功能，实现输入数据的本地实时预处理。其中，神经元与突触器件是实现信息编码、权重调控与计算的关键单元。在基于脉冲神经网络（SNN）的框架下，泄漏-积分-发放（LIF）神经元因硬件兼容性强、支持稀疏事件驱动编码而备受关注。然而，现有光电LIF神经元受限于结构与材料体系，难以充分模拟生物神经元的动态行为。同时，神经元器件通常需要具备易失性的短时动态响应特性，而突触器件则强调非易失性权重存储功能，两类器件在材料与工艺层面的兼容性不足，进一步增加了系统集成难度，成为制约高效神经形态视觉系统发展的关键瓶颈。针对上述问题，北京大学杨玉超教授、陶耀宇研究员团队联合北京交通大学张小娴教授、王永生教授团队，利用二维材料MoS2的良好光电响应与可集成性，以及HZO铁电体的非易失存储特性，探索了一种同质集成解决方案。在器件层面，...
2026-03-10 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心郑雨晴团队在微型化可拉伸电子领域取得突破性进展柔性可拉伸电子器件在精准医疗、电子皮肤及人机交互领域具有广泛应用前景。近年来，随着柔性电子材料图案化技术的快速发展，可拉伸电子器件集成密度不断提高，器件尺寸持续缩小。然而，器件尺寸的单纯缩减往往会引发电学性能下降（例如平行板电容器电荷存储能力下降、晶体管电流驱动能力减弱）。在硅基集成电路中，器件尺寸缩减通常伴随栅氧化层厚度同步减薄，以维持单位面积电容、降低器件工作电压并提升工作频率。相比之下，常见弹性介电材料由于本征自由体积较大，其击穿强度较无机材料通常低近1个数量级，导致厚度减薄与电学可靠性难以兼顾，限制了可拉伸电子器件微型化与高性能的同步实现。针对这一问题，北京大学集成电路学院郑雨晴团队提出了一种构建超薄且具有高击穿强度的弹性介电材料的普适性策略，命名为CATCH。该策略通过多臂交联剂对常见弹性介电材料进行交联，构建具有更小自由体积的交联网络，从而有效抑制碰撞电离和介电击穿。同时，多臂交联剂中未完全反应的官能团可形成深能级化学缺陷，用于捕获漏电载流子，进一步增强材料击穿强度。经该策略改性的丁腈橡胶在84 nm厚度下实现了589 kV mm-1的击穿强度，达到弹性介电材料击穿强度领...
2026-02-27 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心杨玉超教授团队在高效边缘端类脑人机交互系统方面取得重要进展机器学习与人工智能的迅猛发展推动新一代具备认知功能的边缘人机交互系统，广泛应用于虚拟/增强现实、疾病监测、智能假肢、协同操作等领域。边缘人机交互系统需满足低功耗、高响应速度的要求，所以采用神经形态计算范式极具优势。在各种神经编码模式中，单脉冲编码将信息压缩编码到一个脉冲的发放时间里，相比于传统频率编码更具高能效与低延时特性，尤其地契合边缘计算需求。然而，目前基于CMOS或忆阻器的实现方案面临硬件开销大和编码时间波动大的问题，不利于在有限资源中实现单脉冲边缘人机交互系统。此外，突触计算中权重的准确性是实现单脉冲系统的另一个关键。基于非易失性忆阻器阵列的存内计算能很好地加速突触计算，但其受电导弛豫影响，会导致系统性能下降，而已现有的抗弛豫编程策略的效果仍非常有限。图1：基于忆阻器的全硬件单脉冲人机交互系统针对这些关键问题，北京大学集成电路学院杨玉超教授课题组首次提出了一种基于单脉冲编码且端到端全硬件实现的类脑人机交互系统。为了确保无损的单脉冲信息表达与处理，该团队首先针对系统中关键的神经元和突触两部分进行了优化设计。对于神经元，该团队基于具有超高一致性的VO2忆阻器设计了编码时间波动...
2026-02-27 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心杨玉超教授团队在基于忆阻器混合动力学突触集成阵列的SNN硬件方面取得突破性进展北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心杨玉超教授课题组在Nature Electronics杂志在线发表了题为Spiking neural networks with fatigue spike-timing-dependent plasticity learning using hybrid memristor arrays的研究论文。研究团队创新性地提出并实现了一种基于界面型易失性忆阻器与非易失性忆阻器栅极耦合的“混合动力学”突触硬件单元，并基于此构建了支持Fatigue STDP（疲劳脉冲时序依赖可塑性）学习规则的脉冲神经网络（SNN）硬件系统。该研究成功攻克了传统类脑计算硬件在复杂高频噪声环境下学习效率低、缺乏频率自适应性的关键科学难题，为构建高能效、高鲁棒性的边缘端类脑智能系统提供了全新的器件基础与架构范式。类脑计算的“抗噪”挑战随着人工智能向边缘端延伸，脉冲神经网络（SNN）凭借其稀疏、事件驱动及高能效的脉冲编码方式，被视为超越传统冯·诺依曼架构、逼近生物大脑能效的关键技术路径。然而，当前SNN主要依赖传统的STDP（脉冲时序依赖可塑性）学习规则，该规则对输入脉冲的...
2026-02-27 石墨烯埃米孔化身“气体二极管”，北京大学王路达与宋柏合作团队在限域输运领域实现突破在种类繁多的输运现象中，电荷、能量和物质的定向输运尤为引人注目和深思，并且往往具有独特且重大的价值。一个最具代表性的例子莫过于奠定了现代芯片产业基石的电二极管。纳米乃至埃米尺度极端限域空间内的物质输运，对于生命活动以及水—能源—环境系统都至关重要。以生物体为例，细胞膜上存在各种各样的细小通道，它们借助精巧的微观结构，能够实现离子与分子的精准跨膜输运，从而保障生命健康。其中，离子整流通道在维持膜电位和调控细胞兴奋性等过程中扮演关键角色。受此启发，人们近年来成功设计出多种人工离子二极管，其整流比最高可达四个数量级，在离子分离、传感、能量收集等领域展现出巨大潜力。这些离子整流器件，大多基于不对称的几何结构和表面电荷分布，利用库仑力实现高效调控。除了离子，限域空间的气体输运同样意义重大，在天然气纯化、碳捕获、同位素分离等关键技术中具有重要价值。然而，气体分子整体呈电中性，其输运过程由更为复杂的范德华力主导，调控难度巨大。因此，如何实现高效的气体分子整流，是限域输运领域亟待解决的前沿科学问题。近日，北京大学集成电路学院王路达和力学与工程科学学院宋柏合作团队在限域输运领域实现突破，以“An å...
2026-02-06 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心杨玉超教授团队在基于忆阻器的存算一体常微分方程求解器研究中取得新突破随着现代科学与工程计算需求的增加，常微分方程（ODE）在物理学、气候建模和人工智能等领域扮演着核心角色。然而，传统基于冯·诺依曼架构的硬件在求解这些方程时面临速度和能效瓶颈。为此，研究者们探索新型硬件架构，忆阻器因其优越的能效和并行处理能力成为理想选择。目前，虽然基于忆阻器的偏微分方程（PDE）求解器已有显著进展，但直接应用于ODE求解仍面临挑战。为了确保合适的精度，往往需要进行大量的设备重新编程或者高消耗的计算资源，这不仅增加了系统的复杂性，还限制了其在实际应用中的可行性。因此，开发高效且精确的ODE求解器成为当前的研究重点。图1: 高并发三模式ODE求解器可以应对不同精度和速度需求的ODE问题针对这一关键难题，北京大学杨玉超教授团队首次提出了一种高并发的基于忆阻器的三模式ODE求解器，该求解器通过高效的软硬件协同设计和创新的编程和计算方法，无需重复编程即可求解任意ODE系统，大幅提升了求解速度和能效。该工作创新性地提出了基于忆阻器的三模式求解框架，结合了粗略求解、精细求解以及粗细混合的前瞻性求解模式，极大提升了并行处理能力和计算效率。为了进一步提升求解精度和计算效率，研究团队还...
2026-02-02 北京大学集成电路学院/集成电路高精尖创新中心王路达团队在纳米孔石墨烯分离膜领域取得进展芯片、集成电路以及高端精密仪器的制造，对工艺环境和介质纯度提出了近乎苛刻的要求。其中，高效分离与稳定传质是在线水质检测以及精密分析仪器中的关键基础环节。膜分离作为低耗能分离方法，传统聚合物分离膜在通量、选择性和长期稳定性方面的局限日益显现。在微米—纳米尺度下，短程传质与受限输运为分子级分离提供了不同于宏观体系的物理条件。纳米孔石墨烯分离膜因其原子级厚度（约0.34 nm）和可调控的纳米孔结构，本质上是一类依托微米—纳米加工实现结构调控的二维功能膜材料，能够打破传统高分子材料具有的通量与选择性的“trade-off”效应，在分离、传感等应用场景中展现出显著优势，被认为是突破精密分离瓶颈的重要候选材料。然而，如何在保证分离性能的同时，实现大面积制备、缺陷控制与长期稳定运行，仍是该领域走向工程应用亟需解决的核心问题。针对上述难题，北京大学集成电路学院王路达课题组依托微米纳米加工技术全国重点实验室和北京石墨烯研究院，提出并实现了一种面向工程应用的跨尺度复合纳米孔石墨烯分离膜结构。该工作从纳流体传输机理出发，创新性地提出“流动阻力匹配”设计策略，通过多层级结构协同调控，在保证高渗透性的同时显著...
2026-01-28 集成电路学院、微米纳米加工技术全国重点实验室、集成电路高精尖创新中心郑雨晴团队在弹性电子制造领域取得突破性进展随着可穿戴设备、植入式电子及脑机接口等领域的快速发展，对兼具生物组织般柔顺性与高性能的弹性电子器件需求日益迫切。在弹性电子器件的系统级集成中，互联材料的电导率、可拉伸性与图形化精度共同决定系统的集成密度与整体性能。液态金属凭借金属性电导率与流动性，被认为是可拉伸互联的理想材料之一；然而，其高表面张力与高界面能导致在多数基底上易退润湿并收缩成液滴，难以形成高分辨率且稳定的微纳结构。因而，决定液态金属互联应用前景的关键科学问题在于：如何通过界面化学与结构设计协同调控其润湿与流变行为，在不牺牲高电导与可拉伸性的前提下，实现液态金属微纳图形的可控构筑与长期稳定，支撑弹性电子系统的高密度集成。针对这一关键问题，北京大学集成电路学院郑雨晴团队成功研制出一种基于共晶镓铟液态金属（EGaIn）纳米颗粒的液态金属光刻胶，并开发了相应的等离子体辅助液态金属颗粒的激活策略，实现了单步晶圆级液态金属光刻图案化。该技术通过调控液态金属纳米颗粒/颗粒和颗粒/基底界面的共价与非共价相互作用，在保持超过750%拉伸性的同时，实现了2微米的分辨率、块体级电导率（2.2×104 S/cm）以及三维结构上液态金属图案共形...
2026-01-26 北京大学集成电路学院、微米纳米加工技术全国重点实验室、集成电路高精尖创新中心王玮—张驰团队在超高热流密度电子器件热管理领域取得突破性进展——全金刚石基微通道散热技术随着高性能计算、5G通讯及第三代半导体（如GaN）功率器件的飞速发展，芯片的功率密度呈现指数级增长，局部热点的热流密度甚至已突破千瓦每平方厘米量级。传统的硅基散热技术由于硅材料本身热导率的限制，在高热流密度场景下面临巨大的“扩散热阻”瓶颈，难以满足下一代高功率电子器件的散热需求。金刚石凭借其超高的热导率被誉为“终极散热材料”，然而，如何将金刚石材料与高效的嵌入式微流体冷却架构，如歧管式微通道相结合，以充分释放其散热潜力，是当前热管理领域面临的重大挑战。针对这一关键问题，北京大学集成电路学院、微米纳米加工技术全国重点实验室、集成电路高精尖创新中心王玮—张驰团队联合北京遥感设备研究所，北京科技大学相关团队，成功研制了一种全金刚石基嵌入式歧管微通道散热器（FDMMHS），利用激光加工技术在金刚石衬底上实现了高深宽比的微通道与歧管结构的精密制造与集成，确立了“全金刚石-歧管微通道”协同散热的新范式。该研究系统评估了全金刚石散热器在不同尺寸热源下的散热性能，实现了对超高热流密度热点的极致冷却。经过实测，针对1 mm × 1 mm的热点，该全金刚石散热器成功实现了10,000 W/cm²的超高热...

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