环氧树脂作为电子封装技术的重要支撑材料，需要同时满足电子元件高集成度、信号传递低衰减、底部封装（underfill）工艺、材料耐疲劳和高可靠性等要求。利用高导热填料与环氧树脂复合，并通过多尺度微纳米填充、分散优化、界面强化、构筑有序结构等方法赋予了环氧树脂封装材料优异的导热性能、高流动和高阻燃性、低热膨胀和低吸潮率、电绝缘性能，是大功率、高集成ICs快速发展的保障。

已有样品/n中科院半导体所是国内最早开展 GaN 基电子材料研发的单位，并一直在该领域起着引领、 示范和带动作用。经过尽二十年的自主创新，攻克了 2 英寸和3英寸蓝宝石、碳化硅和硅衬底上GaN 基电子材料外延生长的关键科学技术问题，在高阻 GaN 外延材料、高迁移率 GaN 外延材料、高迁移率 AlGaN/GaN 异质结结构材料等方面形成了系统的自主知识产权，设计并研制出了多种具有特色的 AlGaN/GaN 异质结构电子材料，并实现了批量供片。市场预期：该技术是采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）

陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。

本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 基于新材料、新架构的硅基高密度集成信息功能器件的自主发展是国家重大战略需求。本项目围绕新型低维半导体材料的大规模可控制备、物性调控及其电子、光电器件展开系统研究，主要技术创新点有： 一、二维半导体材料及其异质结构的大规模可控制备。本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。在晶圆级二维半导体材料的基础上构建出大规模的二维异质结构，得到了具有高可靠性和稳定性的集成器件。相关成果发表在Science Advances、Advanced Materials等国际知名刊物上，共计40余篇，授权专利16项；与中国电子科技集团公司第十三研究所等合作，成功实现了非层状GaN在大失配硅基衬底上的高质量外延，为第三代半导体的硅基集成提供了新的技术路线。 二、基于低维半导体材料的高灵敏光电器件。本项目通过发展高质量硫族半导体的外延生长新工艺，系统研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余种二维半导体材料的光电性质，极大地拓展了传统的半导体光电材料体系；首次提出一种桥接的异质结构筑方式，大大降低了范德华间隙引入的光生载流子注入势垒，获得了高性能二维异质结光电器件；发展了纳米线场效应晶体管器件表面修饰方法，调节晶体管特性为强增强型，利用这种设计，实现了“锁钥”式高选择性、高灵敏度气体检测器件。本项目实现了从深紫外区到中远红外区的宽波段高灵敏度检测，相关成果发表在Science Advances、ACS Nano等国际知名刊物上，共计30余篇，授权专利6项。 三、后摩尔时代新型低维电子信息器件。本项目基于低维半导体材料及其异质结构的物性调控，首次提出了二维半导体材料中的“增强陷阱效应”物理模型，实现了高性能的亚带隙红外探测器和非易失性光电存储器；利用双极性沟道中横向载流子分布的特定电场依赖性，在二维黑磷晶体管中实现了室温负微分电阻特性；通过构筑亚5 nm沟道二维铁电负电容晶体管，使得亚阈值摆幅突破玻尔兹曼物理极限，有效降低了器件能耗；创新性的提出多层二维范德华非对称异质结构，实现了器件高性能与多功能的集成，器件性能为当时最高指标；发展了新型存算一体架构电子器件技术，首次演示了兼具信息存储和处理能力的二维单极性忆阻器，有望突破当前算力瓶颈，提供集成电路发展的新途径。相关成果发表在Nature Electronics、Nature Communications等国际知名刊物上，共计60余篇，授权专利7项。

团队具备成熟的高性能电机研发能力，具备瞬态有限元仿真技术、多物理场联合仿真技术、场路耦合仿真技术，能够定制开发有刷/无刷直流、感应电机、电励磁/永磁同步等各类电机，助力多家企业实现核心电机自主化、国产化。 团队研发了基于空间磁场的高性能电机健康状态在线监测系统，能够实时监测电机健康状态，即使发现电机微小故障，有效提高电机可靠性。

卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。 图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局） 图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）

高性能智能电子假手系列产品是我国最先进的假手产品，它首次通过智能动态比例控制技术实现了国产肌电假手动作速度与力度基于患者“意愿”的顺滑可调性，还研发了国际上第一个基于肌电/语音混合控制技术的多自由度电子假手；并且该系列产品还首次把动态阈值法应用于肌电假手，解决了假手对极微弱肌电 信号的检测与抗电磁干扰问题；此外，该系列产品在结构上采用仿生设计，使仿生曲腕关节具有和正常人体解剖功能相似的体积和质量，成功解决了传统仿生曲腕关节体积大、故障率高的弊端，成为国际上第一个微型闭式传动结构的仿生曲

复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室引进了多名来自英飞 凌公司器件部门的归国人才，其中上海市千人计划引进人才 2 人，国 家万人计划中青年科技创新领军人才 1 人。近年来引进人才在集成电 路新型器件研究方向取得了多项处于国际领先水平的器件技术。比如 2013 年发表在美国《科学》杂志上的半浮栅器件，是国内首次发表 在这类高水平杂志上的原创成果。主要技术:1) 新型低压超级结结构及制造专利技术2)

项目概况 针对目前密封存在有密封液蒸发快、稳定性差和不耐高温和腐蚀等缺点，本项目选择饱和磁化强度较高而抗氧化能力较高的Fe3O4作为磁流体的微粒磁性材料，使其溶于二辛酯基液形成性能稳定、蒸发慢和耐高温耐腐蚀的纳米磁流体。利用非接触式密封润滑技术，把优化配方的磁液体应用于高性能旋转轴密封器件中。在特殊设计密封闭合磁路系统中，使转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀 “O”型密封环，采用梯形极靴，多级并用，增加高导磁套筒来减小轴向泄漏，既达到密封目的，又起到润滑作用。本项目处于国内先进水平，拥有自主知识产权。 主要特点 1. Fe3O4磁性微粒的制备采用了改性溶胶凝聚法相的工艺技术，这种工艺技术可使磁性微粒的粒度可调，抗氧化能力强和稳定性好。 2．利用非接触式密封润滑技术，使优化配方的磁液体应用于高性能旋转轴密封器件中。 3．不同的旋转轴设计不同的磁路结构，能防止轴向泄露和提高耐压能力。 4．旋转轴密封件的泄漏率为10-11 cm3/s，每级的耐压能力均大于或等于0.2 atm。 技术指标     应用磁流体密封旋转轴比普通的机械密封轴相比，平均寿命提高9倍，平均节约原材料总成本350%。与普通旋转轴相比，耐压能力高，密封性能好，寿命高，原材料及部件成本显著降低，而且稳定性好。市场前景 通过现场的工业化证明，该产品和他们原来使用的普通密封轴相比，密封效果的明显提高，寿命长，性能稳定，最重要的是原材料总成本降低了610元，使用安全方便，在生产过程中无污染，无三废排放。该项目可应用于密封性能要求高，工作环境恶劣(如碱性液、污水等)的高性能机械旋转轴，该磁流体密封旋转轴满足了工业生产的需求，具有较好的经济效益和社会效益。目前已为国内多个企业所采用。

【技术背景】 电子封装是将构成半导体器件的各个部件（芯片、基板和导线等）按规定要求合理布置，通过贴片、打线与焊接等工艺，达到保护芯片，实现器件功能的目的。随着芯片功率的不断增加和封装集成度的不断提高，散热成为影响器件性能与可靠性的关键。对于半导体器件而言，通常温度每升高10℃，器件有效寿命降低30-50%。由于芯片一般贴装在封装基板（又称电路板、线路板）上，因此，基板除具备基本的机械支撑与布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热、耐热、绝缘、耐压能力与热匹配性能。目前常用封装基板主要分为树脂基板（印刷线路板、PCB）、金属基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有热导率高、耐热性好、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射等技术优势，广泛应用于功率半导体和高温电子器件封装。 【痛点问题】 目前市场上常见的陶瓷基板（主要包括厚膜印刷陶瓷基板TPC、直接键合陶瓷基板DBC和活性金属焊接陶瓷基板AMB等）制备工艺温度高、线路层图形精度差、难以实现垂直互连，无法满足电子器件小型化、集成化封装需求。特别是随着半导体照明（LED）、激光器（LD&VCSEL）、第三代半导体、5G通信等技术发展，对陶瓷基板性能提出了新挑战。 【解决方案】 本成果开发了电镀陶瓷基板（DPC）制备技术。由于采用半导体微加工技术，DPC陶瓷基板具有导热/耐热性好、图形精度高、可垂直互连、材料与工艺兼容性好等技术优势，广泛应用于各种功率半导体器件（如大功率LED、激光器LD、电力电子MOSFET等）和高温电子器件，替代进口，满足功率器件低热阻、小型化、集成化封装需求。特别是在近期新冠病毒疫情防控上，采用DPC基板封装的深紫外LED消毒器件发挥了巨大作用（具有高效、广谱、非接触、环保、轻巧等优势）。