集成微系统技术

聚焦电子学系统高可靠特殊需求，从微观架构（材料，晶体管，微纳结构）出发，以物理与计算为手段，研究“固态高压、高频微系统”、“抗特种效应集成电路与SoC”、“量子与光电融合微系统”、“固态微纳传感器与执行器”四个方向，联合国内几十家单位构建了“基础科学联合研究联盟”与“微纳工艺协同加工模式”。形成了满足国家特殊需求的集成微系统基础能力，正在形成特殊领域的重要影响力，期待为国家提供基于集成微系统的智能装备解决方案。

（1）固态高压微系统

定位固态高压芯片和基于高压芯片的微系统模块研发，具备固态高压开关、二极管、功率HEMT以及功率模块研制能力，固态高压开关达到5.5kV/8kA指标，居国内领先水平，在该领域共发表SCI论文二十余篇，申请专利十余项。

图1 固态高压微系统系列核心芯片

图2 固态高压微系统系列模块

（2）抗特种效应集成电路与SoC

建立了涵盖材料、器件效应模型、超大规模集成电路效应仿真、关键电路模块设计加固、芯片架构设计加固、定制晶体管工艺加固、特种效应高精度实验测试技术能力，研发的“强芯”系列大规模数字控制SoC与电源芯片组等产品综合抗辐射指标国内领先，申请多项国防专利，部分芯片已开始适用。

图3 强芯系列控制SoC与电源芯片组

（3）量子与光电融合微系统

瞄准未来特种场合授权使用和超高精度惯性测量未来需求，开展了量子认证系统相关的基于光学PUF的量子认证原理、光路、高速调制以及激光散斑读取匹配、系统集成等技术研究，推出了国内第一套小型化、集成化量子认证原理性样机；开展了原子波导制备、原子冷却、原子在波导上装载、分束原理研究，为后续研究奠定了基础；为配套潜在应用，开展了前沿的氮化镓基蓝紫光激光器、紫外探测器、室温单光子源等光量子器件研究，具有研究特色。

图4基于PUF的量子认证系统和量子传感核心原子芯片

图5 光量子器件和激光模拟辐射效应测试平台

（4）固态微纳传感器与执行器

致力于基于压电材料的MEMS传感器、执行器研发，突破多项PZT材料与MEMS技术融合的设计与工艺瓶颈，多项器件技术指标国际领先；相关成果被MEMS领域内顶级会议2019 transducer接收。

图6 超薄压电行波微马达和微超声传感器