聚焦電子學(xué)系統(tǒng)高可靠特殊需求，從微觀架構(gòu)（材料，晶體管，微納結(jié)構(gòu)）出發(fā)，以物理與計(jì)算為手段，研究“固態(tài)高壓、高頻微系統(tǒng)”、“抗特種效應(yīng)集成電路與SoC”、“量子與光電融合微系統(tǒng)”、“固態(tài)微納傳感器與執(zhí)行器”四個(gè)方向，聯(lián)合國(guó)內(nèi)幾十家單位構(gòu)建了“基礎(chǔ)科學(xué)聯(lián)合研究聯(lián)盟”與“微納工藝協(xié)同加工模式”。形成了滿足國(guó)家特殊需求的集成微系統(tǒng)基礎(chǔ)能力，正在形成特殊領(lǐng)域的重要影響力，期待為國(guó)家提供基于集成微系統(tǒng)的智能裝備解決方案。

（1）固態(tài)高壓微系統(tǒng)

定位固態(tài)高壓芯片和基于高壓芯片的微系統(tǒng)模塊研發(fā)，具備固態(tài)高壓開關(guān)、二極管、功率HEMT以及功率模塊研制能力，固態(tài)高壓開關(guān)達(dá)到5.5kV/8kA指標(biāo)，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，在該領(lǐng)域共發(fā)表SCI論文二十余篇，申請(qǐng)專利十余項(xiàng)。

圖1 固態(tài)高壓微系統(tǒng)系列核心芯片

圖2 固態(tài)高壓微系統(tǒng)系列模塊

（2）抗特種效應(yīng)集成電路與SoC

建立了涵蓋材料、器件效應(yīng)模型、超大規(guī)模集成電路效應(yīng)仿真、關(guān)鍵電路模塊設(shè)計(jì)加固、芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)加固、定制晶體管工藝加固、特種效應(yīng)高精度實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)能力，研發(fā)的“強(qiáng)芯”系列大規(guī)模數(shù)字控制SoC與電源芯片組等產(chǎn)品綜合抗輻射指標(biāo)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，申請(qǐng)多項(xiàng)國(guó)防專利，部分芯片已開始適用。

圖3 強(qiáng)芯系列控制SoC與電源芯片組

（3）量子與光電融合微系統(tǒng)

瞄準(zhǔn)未來特種場(chǎng)合授權(quán)使用和超高精度慣性測(cè)量未來需求，開展了量子認(rèn)證系統(tǒng)相關(guān)的基于光學(xué)PUF的量子認(rèn)證原理、光路、高速調(diào)制以及激光散斑讀取匹配、系統(tǒng)集成等技術(shù)研究，推出了國(guó)內(nèi)第一套小型化、集成化量子認(rèn)證原理性樣機(jī)；開展了原子波導(dǎo)制備、原子冷卻、原子在波導(dǎo)上裝載、分束原理研究，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)；為配套潛在應(yīng)用，開展了前沿的氮化鎵基藍(lán)紫光激光器、紫外探測(cè)器、室溫單光子源等光量子器件研究，具有研究特色。

圖4基于PUF的量子認(rèn)證系統(tǒng)和量子傳感核心原子芯片

圖5 光量子器件和激光模擬輻射效應(yīng)測(cè)試平臺(tái)

（4）固態(tài)微納傳感器與執(zhí)行器

致力于基于壓電材料的MEMS傳感器、執(zhí)行器研發(fā)，突破多項(xiàng)PZT材料與MEMS技術(shù)融合的設(shè)計(jì)與工藝瓶頸，多項(xiàng)器件技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先；相關(guān)成果被MEMS領(lǐng)域內(nèi)頂級(jí)會(huì)議2019 transducer接收。

圖6 超薄壓電行波微馬達(dá)和微超聲傳感器