光掩膜版(又称光罩，掩膜版，英文 Photo-mask )是芯片制作中实现设计图形转移的载体，是决定其微细结构和线宽精度的核心材料和工具。 目前中国半导体掩膜版的国产化率10%左右，90%需要进口，高端掩膜版国产化率3%，miniLED和microLED产业升级也需要更多高端掩膜版。随着中国市场需求的持续提升，掩膜版产能严重不足。并且中国半导体掩膜版的产业起步较晚，技术滞后，核心技术和装备基本让国外公司垄断，特别是在设备、材料领域众多技术处于“卡脖子”状态，例如掩膜版制造的核心装备光刻机、检测机、测量机、修复机和贴膜机等都依赖进口，严重制约中国半导体产业的发展。华中科技大学徐智谋教授团队致力于全套高端半导体光掩膜版的关键核心技术研发与量产，为“卡脖子”技术研究而努力。 具有建立180 nm技术节点半导体掩膜版量产线相关核心技术；具备130 nm至28 nm半导体掩膜版研发、设计及验证能力。主要研究成果如下： 1） 工艺突破 团队掌握了掩膜版MEMS微纳加工量产核心技术，如电子束光刻、激光光刻和纳米压印光刻等MEMS微纳加工工艺的各类技术参数的搭配和优化，以及大数据量软件快速处理、补偿等。 2） 装备国产化 A. 超高精度二维测量装备 尺寸测量是验证掩膜版技术指标的核心，主要包括关键尺寸测量(CD)和长尺寸测量(TP)。团队已掌握掩膜版的关键测量技术，达到国内先进水平，具有整套设备的整机制造能力。 TP测量是掩膜版制作的核心指标，直接影响到客户的套合精度，该测量设备一直由国外极少数厂商垄断，且价格昂贵，一般在1000万美元以上，高端限制对中国出口。团队目前正在攻克该项技术，已取得阶段性成果。 B. 缺陷修复装备 掩膜版修补技术是提升良品率的关键手段，该技术一直为国外垄断。团队已熟练掌握UV、DUV激光化学沉积技术及皮秒飞秒激光金属处理技术，具备整机制造能力，可降低设备采购成本70%以上。 C. Pellicle自动贴膜装备 随着产品精度的提升和应用领域的高端化，掩膜版贴膜是个不可缺少的重要环节。在IC制造领域100%掩膜版需贴Pellicle，在IC封装领域90%以上需贴膜，在LED领域80%以上需贴膜。该贴膜设备一直国外公司垄断，国内厂家没有提供，国外采购全自动贴膜设备需100万美元左右。团队具备研发制造该设备的能力，贴膜精度±0.1mm,且有设备正式在产线运营，制造成本可节约90%以上。 3） 厂房建设关键技术 团队对MEMS及其掩膜工厂工艺设备厂务设计有丰富经验，掌握高等级防微震厂房结构和设备平台的设计施工，可达到VC-D级技术标准，满足纳米级生产技术要求。 【技术优势】 （1）掌握了高性价比掩膜版量产的关键核心技术，包括部分装备的国产化，解决“卡脖子”技术难题，量产线建设成本节约30%以上； （2）具备28 nm及以下技术节点掩膜版设计开发能力和验证平台，验证周期可缩短3倍； （3）拥有一支20多年以上掩膜版量产、研发和销售经验的队伍，成熟的企业管理经验，保证企业稳步成长，确保投资风险可控。 【合作方式】 股权投资合作共建或政府孵化+中试线。

环境污染的日益加剧时刻威胁着人类的生命健康。温室效应带来的全球变暖义威胁着人类的生存家园。如何面对和解决这些环境问题一直是科学家们努力的研究方向之一。光催化技术作为一种新兴的废气和废水深度绿色处理技术,受到人们广泛的关注,而制备具有高效光催化能力的催化剂则是这一技术的核心。目前,TiO2及其复合材料被广泛用作光催化反应的催化剂。但纳米TiO2只吸收紫外光,通过改性能够将TiO2的光吸收范围拓宽至可见光区。该方面的研究能够提高太阳能利用率,具有重要意义。本技术主要以催化降解水中污染物和催化还原CO2的效果作为评价标准对纳米TiO：实施多种改性方案,旨在以新型方法制备出新型结构并且催化效率高的光催化剂。首先以微波法制备了结构新颖,可用于光敏剂的酞菁。然后分别制备了水溶性的负载型酞菁及酞菁敏化TiO2纳米颗粒,并实施了金属氧化物复合、非金属与金属氧化物共复合纳米TiO2颗粒的制备及光催化应用。

在梯形双噻吩酰亚胺小分子的基础上，设计并成功合成了一系列具有半梯形结构的全受体类型均聚物PBTIn（n = 1-5），并深入研究了这些材料的构性关系。实验表明，均聚物的聚合方法选择至关重要，通过Stille和Yamamoto偶联方法对比发现，Stille聚合能够得到高分子量、低缺陷态、高性能的高分子半导体；采用全受体结构能够有效拉低前沿轨道能级，基于这些均聚物材料的有机薄膜晶体管都表现出良好的单极性n-型性能，晶体管器件的关电流仅为10 −9 -10 −10 A，电流开关比高达10 6 ；晶体管迁移率性能与构建单元长度反向关联，PBTI1的最高电子迁移率为3.71 cm 2  V -1  s -1 ，该迁移率是全受体均聚物材料中的最高纪录，比PBTI5的电子迁移率高出两个数量级。 通过深入表征发现，这一系列全受体类型均聚物表现出来的晶体管迁移率趋势与其半导体薄膜结构有序度直接相关。拉曼光谱表明，梯形构建单元共轭长度的增加带来较大的单体间扭转角，影响聚合物骨架的平面性。同步辐射X射线衍射表明，梯形构建单元的增长使得聚合物薄膜中π-π堆积方向的结晶性降低，不利于电子的分子间传输。这些结果表示，较长的单体结构会对聚合物薄膜形貌和载流子传输造成负面影响，因此发展更长的梯形构建单元对全受体类型均聚物迁移率的提升不会带来帮助。该研究表明全受体结构是实现高性能单极性n-型聚合物材料的有效途径，同时为n-型梯形小分子和聚合物的结构设计和发展提供重要参考依据。

1. 痛点问题 功率半导体是支撑能源领域发展的核心部件。为实现3060双碳目标，我国正在超常规推动新能源发电、大容量输配电和电气化交通等领域，对电压等级4.5kV以上的功率器件需求急速增长。提高器件电压和容量可以减少器件串并联数量、缩减装备体积和成本，是解决城市用地紧张、降低海上风电平台建设成本的关键。然而，受工作机理和制备工艺限制，IGBT器件最大功率等级为4.5kV/3kA和6.5kV/0.75kA，已接近瓶颈，无法满足能源发展需求。因此，亟需更高电压、更大容量、更高可靠性和更低制造成本的功率半导体器件解决方案。 2020年，中国功率半导体市场规模达2000亿元，但90%以上依赖进口，尤其是4.5kV以上器件，近乎全部进口。亟需寻求自主可控的功率半导体器件国产替代方案。 2. 解决方案 本技术面向新能源发电和输配电领域大容量、高可靠的需求，提出了自主化IGCT器件（集成门极换流晶闸管）的设计、制备和驱动控制方案，可以提高阻断电压和关断电流能力、降低器件运行损耗，且可以结合应用工况开展定制优化，如改善器件防爆特性、解决高压装置中的驱动供电问题等，从而实现大容量、高可靠、低成本、高效率的能量管理和功率变换。 目前团队已研制出4.5kV/5kA和6.5kV/4kA的IGCT器件，功率等级全面覆盖IGBT，且具有向更大容量发展的潜力。与IGBT、MOSFET等晶体管器件相比，本技术提出的IGCT具有通态损耗低、耐受电压高、可靠性高、抗干扰能力强等突出优势，符合能源发展趋势，且制造工艺沿用基本沿用传统的晶闸管路线，制造成本低，国内工艺基础好。

提出了层数调制、栅极电压调制和自组装单分子层调制等物理、化学改性策略，显著调控了MoS2载流子浓度和功函数，为开发低接触电阻的高性能纳电子器件提供了手段，研究成果发表于ACS Nano、APL等知名期刊，应邀为Adv. Mater.撰写综述一篇。

宽禁带半导体碳化硅(SiC)材料是第三代半导体的典型代表之一，具有宽带隙、高饱和电子漂移速度、高临界击穿电场、高热导率等突出优点，能满足下一代电力电子装备对功率器件更大功率、更小体积和更恶劣条件下工作的要求，正逐步应用于混合动力车辆、电动汽车、太阳能发电、列车牵引设备、高压直流输电设备以及舰艇、飞机等军事设备的功率电子系统领域。与传统硅功率器件相比，目前已实用化的SiC功率模块可降低功耗50%以上，从而减少甚至取消冷却系统，大幅度降低系统体积和重量，因此SiC功率器件也被誉为带动“新能源革命”的“绿色能源”器件。 本团队在SiC功率器件击穿机理、SiC功率器件结终端技术、SiC新型器件结构、器件理论研究和器件研制等方面具有丰富经验，能够提供完整的大功率SiC电力电子器件的设计与研制方案。目前基于国内工艺平台制作出1600V/2A-2500V/1A的SiC DMOS晶体管（图1，有源区面积0.9mm2）；4000V/30A的SiC PiN二极管（图2）；击穿电压>5000V的SiC JBS二极管（图3）。 a b c 图1 1.6-2.5kV SiC DMOS器件：(a)晶圆照片(b)正向IV测试曲线(c)反向击穿电压测试曲线 a b c 图2 4kV/30A SiC PiN器件：(a)晶圆照片(b)正向导通测试曲线(c)反向击穿电压测试曲线 a b c 图3 5kV SiC JBS器件：(a)显微照片(b)正向导通测试曲线(c)反向击穿电压测试曲线

本团队在SiC功率器件击穿机理、SiC功率器件结终端技术、SiC新型器件结构、器件理论研究和器件研制等方面具有丰富经验，能够提供完整的大功率SiC电力电子器件的设计与研制方案。

1、成果简介 热电系数测量仪又称热电仪，用于测量某些材料的热电系数（塞贝克系数）。本仪器是根据地质、矿业、物探、半导体领域有关单位的需求而研制的新型自动化数字化热电系数测量仪，用于测量具有半导体特性的各种矿物，如黄铁矿等及一般半导体材料的热电系数和导型（N型、P型）。本仪器适合于矿业、地质、物探、半导体等有关科研院所和高等学校使用。典型型号BHTE-06、BHTE-08特别适合测量直径在0.1-1.0mm之间的微小晶体的热电系数和导型。本仪器已获得了较广泛的实际应用，用户满意度为100%，返修率为零。 技术性能和指标： 1. 数字化、自动化测量，与笔记本（或台式）计算机配合，实现无纸化测量和记录；数据自动显示及保存成便于统计分析的格式，不需要用户在纸上作任何记录；适合大批量样本的快速测量； 2. 活化温度和量程可设定； 3. 读数分辨力：0.1μV/℃； 4. 可方便地测量直径小至0.1mm的矿物颗粒； 5. 测量效率高，操作熟练后一般可达10～15粒/分； 6. 携带方便，可随身带到矿区现场使用。2、应用说明 用于测量具有半导体特性的各种矿物，如黄铁矿等及一般半导体材料的热电系数和导型（N型、P型）。本仪器适合于矿业、地质、物探、金矿勘查、半导体等有关科研院所和高等学校使用。3、效益分析本仪器是根据地质、矿业、物探、半导体领域有关单位（如中国地质大学、南京保利华科技有限公司、成都理工大学、北京金有地质勘查有限责任公司、河北联合大学、兰州大学）的需求而研制的新型自动化数字化热电系数测量仪，已获得了行业实际应用，用户满意度为100%，返修率为零。目前矿物、半导体热电系数测量仪没有商业化产品，因此有广阔的市场空间。

1)成果概述(1)利用蓝光 LED 和有机发光材料形成的复合白光实现高速可见光通信发射源。 (2)利用太阳能聚合器结构和有机发光材料实现高速可见光通信接收源。 3)利用有机太阳能电池实现信号接收源通信数据采集和太阳能发电双重功能。 2)成果优势(1)有机发光材料调制速度是传统复合白光中所使用磷光粉的上 千倍，因此带宽提升了三个数量级。(2)小面积接收源能够提供高带宽，但限制了信