重磅發(fā)布！2025年度半導(dǎo)體十大研究進(jìn)展

為記錄我國(guó)半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)研究的標(biāo)志性突破，推動(dòng)領(lǐng)域創(chuàng)新生態(tài)持續(xù)發(fā)展，《半導(dǎo)體學(xué)報(bào)(英文)》于2020年發(fā)起“半導(dǎo)體年度十大研究進(jìn)展”評(píng)選活動(dòng)，歷經(jīng)六載精耕細(xì)作，該評(píng)選已憑借嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)選標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)業(yè)的學(xué)術(shù)視野，成為業(yè)內(nèi)廣泛矚目、備受認(rèn)可的權(quán)威盛事。

今日，由《半導(dǎo)體學(xué)報(bào)(英文)》組織評(píng)選的“2025年度半導(dǎo)體十大研究進(jìn)展”結(jié)果正式發(fā)布。本次評(píng)選共征集到81項(xiàng)高水平候選成果，內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)半導(dǎo)體、新材料、集成電路等多個(gè)研究領(lǐng)域，展現(xiàn)了我國(guó)半導(dǎo)體科研人員在關(guān)鍵領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展。460位專(zhuān)家學(xué)者受邀參與此次評(píng)選，從學(xué)術(shù)原創(chuàng)性、技術(shù)前沿性、產(chǎn)業(yè)影響力等多個(gè)維度對(duì)候選成果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。最終遴選出10項(xiàng)優(yōu)秀成果榮膺2025年度“半導(dǎo)體十大研究進(jìn)展”；同時(shí)，另有10項(xiàng)優(yōu)秀成果榮獲提名獎(jiǎng)。

在此，我們向所有獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)表示熱烈祝賀，并衷心感謝每一位參與評(píng)審的專(zhuān)家學(xué)者，以及長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)注和支持評(píng)選工作的國(guó)內(nèi)外學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界同仁。《半導(dǎo)體學(xué)報(bào)(英文)》將繼續(xù)堅(jiān)持專(zhuān)業(yè)、開(kāi)放、服務(wù)的辦刊理念，努力構(gòu)建高水平的學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，助力我國(guó)半導(dǎo)體科研生態(tài)的健康發(fā)展與國(guó)際化躍升。

《半導(dǎo)體學(xué)報(bào)(英文)》編輯部謹(jǐn)祝各位專(zhuān)家學(xué)者新春嘉祥，研途馳騁如駿馬，創(chuàng)新迸發(fā)似春潮！愿新年成果迭出，諸事順?biāo)欤栋雽?dǎo)體學(xué)報(bào)(英文)》將與諸位并肩共赴科技星海、同啟嶄新篇章！

2025年度“半導(dǎo)體十大研究進(jìn)展”

（點(diǎn)擊成果名稱(chēng)即可查看詳情；排名不分先后）

01

北京大學(xué)王興軍、舒浩文和香港城市大學(xué)王騁研究團(tuán)隊(duì)，成功攻克了兼容大規(guī)模晶圓級(jí)制造與超大電光調(diào)制帶寬特性的核心工藝難題。在薄膜鈮酸鋰集成工藝平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)超寬帶薄膜鈮酸鋰光電融合芯片，首次實(shí)現(xiàn)了覆蓋0.5 GHz至115 GHz超寬頻帶的任意頻點(diǎn)無(wú)線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生、調(diào)制、發(fā)射與接收，最高無(wú)線(xiàn)傳輸速率達(dá)120 Gbps，為未來(lái)更暢通可靠的6G無(wú)線(xiàn)通信提供保障 。

該 成果發(fā)表于《自然》雜志（

Nature

超寬帶光電融合無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片原理圖和實(shí)物照片。

02

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所石芝銘、孫曉娟、黎大兵研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合寧波東方理工大學(xué)魏蘇淮教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)GaN基LED載流子不對(duì)稱(chēng)注入問(wèn)題開(kāi)展理論研究。揭示了電子弛豫緩慢是導(dǎo)致載流子注入不對(duì)稱(chēng)的物理本質(zhì)。創(chuàng)新提出在GaN/AlN量子阱界面引入氮空位作為電子弛豫“階梯”，并增強(qiáng)電聲耦合，使電子冷卻時(shí)間由8.61 ps縮短至0.15 ps，實(shí)現(xiàn)與空穴對(duì)稱(chēng)注入，顯著緩解泄漏損失。該工作為突破氮化物發(fā)光器件效率瓶頸提供了全新的缺陷工程調(diào)控思路。

相關(guān)成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（

Physical Review Letters

缺陷加速電子冷卻的物理機(jī)制以及效果示意圖。

03

復(fù)旦大學(xué)周鵬-王水源、張嘉漪和中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所胡偉達(dá)團(tuán)隊(duì)合作研制出全球首款響應(yīng)覆蓋470-1550 nm的視網(wǎng)膜納米假體器件，通過(guò)對(duì)稱(chēng)破缺增強(qiáng)設(shè)計(jì)，在零壓下實(shí)現(xiàn)寬譜高效光電轉(zhuǎn)換，突破傳統(tǒng)假體外部模塊依賴(lài)與窄譜局限，在嚙齒類(lèi)和靈長(zhǎng)類(lèi)盲動(dòng)物模型中恢復(fù)可見(jiàn)光視覺(jué)并獲紅外增強(qiáng)功能，為發(fā)展醫(yī)工交叉生物智能技術(shù)開(kāi)辟新路徑。

該成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志（

Science

視網(wǎng)膜納米假體機(jī)制與簡(jiǎn)單圖案識(shí)別。

04

南京大學(xué)-蘇州實(shí)驗(yàn)室王欣然、李濤濤、丁峰團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制鑭原子鈍化襯底技術(shù)，突破6英寸過(guò)渡金屬硫族化物單晶普適制備瓶頸，一舉攻克二維半導(dǎo)體單晶規(guī)模化難題，實(shí)現(xiàn)從小尺寸到大晶圓、從單一材料到多種體系的跨越，為集成電路、顯示及傳感等領(lǐng)域奠定關(guān)鍵材料基礎(chǔ)。

該成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志（

Science

鑭鈍化藍(lán)寶石襯底上實(shí)現(xiàn)二維半導(dǎo)體單晶普適外延。

05

中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所譚平恒研究團(tuán)隊(duì)建立了突破電偶極近似的光與半導(dǎo)體相互作用新理論，揭示了隱藏的聲子腔-光學(xué)腔耦合效應(yīng)，建立了光子-電子、電子-聲子相互作用空間相干模型，闡明了層狀半導(dǎo)體電偶極近似下拉曼禁戒呼吸模被激活的微觀機(jī)制，有望推廣到量子阱和超晶格等半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)，為半導(dǎo)體聲子態(tài)調(diào)控提供了新途徑。

該成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（

Physical Review Letters

傳統(tǒng)電偶極近似理論和新理論所計(jì)算的層狀半導(dǎo)體薄片呼吸聲子拉曼強(qiáng)度及其與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。

06

北京大學(xué)彭海琳教授團(tuán)隊(duì)及合作者開(kāi)發(fā)了世界首例低功耗二維環(huán)柵晶體管（2D GAAFET），并研制出低功耗二維環(huán)柵邏輯器件。該晶體管的性能與能效同時(shí)超過(guò)了傳統(tǒng)硅基晶體管的物理極限，是世界上迄今速度最快、能耗最低的晶體管。該原創(chuàng)性工作突破了后摩爾時(shí)代高速低功耗芯片的二維新材料精準(zhǔn)合成與新架構(gòu)三維異質(zhì)集成瓶頸，為開(kāi)發(fā)未來(lái)先進(jìn)芯片技術(shù)帶來(lái)新機(jī)遇。

該成果發(fā)表于《自然·材料》雜志（

Nature Materials

低功耗二維環(huán)柵晶體管及三維異質(zhì)集成。

07

中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所王麗麗團(tuán)隊(duì)采用光電異質(zhì)集成晶體管陣列，研制出高性能三維感知芯片。該芯片通過(guò)電調(diào)控實(shí)現(xiàn)器件極性轉(zhuǎn)變，在傳感層同步獲取光強(qiáng)與時(shí)空視差信息，并且該芯片圖像內(nèi)存占用較傳統(tǒng)CMOS傳感器降低一個(gè)量級(jí)，實(shí)現(xiàn)多視角三維形態(tài)感知，并驗(yàn)證了其在角膜病變檢測(cè)中的應(yīng)用可行性。

該 成果發(fā)表于《自然·電子》雜志（

Nature Electronics

三維感知光電異質(zhì)結(jié)晶體管陣列硬件與應(yīng)用驗(yàn)證。

08

清華大學(xué)唐建石、吳華強(qiáng)與天津大學(xué)許敏鵬、明東合作團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了基于憶阻器類(lèi)腦計(jì)算芯片的自適應(yīng)腦機(jī)接口，提出了單步解碼策略和交互式更新框架，實(shí)時(shí)演示了腦控?zé)o人機(jī)飛行，實(shí)現(xiàn)了高效高精度腦電解碼與腦機(jī)協(xié)同演進(jìn)，憶阻器芯片在長(zhǎng)時(shí)腦機(jī)交互中解碼準(zhǔn)確率提升20%，為人機(jī)混合智能、神經(jīng)調(diào)控等領(lǐng)域開(kāi)辟了新途徑。

該成果發(fā)表于《自然·電子》期刊（

Nature Electronics,

基于憶阻器類(lèi)腦計(jì)算芯片的自適應(yīng)腦機(jī)接口。

09

東南大學(xué)/紫金山實(shí)驗(yàn)室張川、尤肖虎團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)貝葉斯推理基帶統(tǒng)一算法與架構(gòu)，研制面向6G的全消息傳遞動(dòng)態(tài)可配置基帶ASIC芯片（BayesBB），實(shí)現(xiàn)了吞吐率、面積/能量效率的量級(jí)突破，支持3GPP全棧碼型/譯碼/校驗(yàn)?zāi)Ｊ郊岸鄨?chǎng)景適配。BayesBB破解“場(chǎng)景多樣化”與“芯片專(zhuān)用化”的矛盾，為6G基帶芯片開(kāi)辟了高效能、可演進(jìn)的全新路徑。

該成果發(fā)表于《IEEE固態(tài)電路》雜志（

IEEE Journal of Solid-State Circuits

BayesBB芯片顯微照片、試驗(yàn)系統(tǒng)及關(guān)鍵指標(biāo)。

10

天津大學(xué)馬凱學(xué)教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了國(guó)際首款支持4發(fā)4收D波段CMOS FMCW雷達(dá)收發(fā)機(jī)陣列芯片、集成封裝陣列天線(xiàn)前端。在本振移相多通道功率合成大功率發(fā)射、高靈敏度接收、快速線(xiàn)性FMCW調(diào)頻和背腔式高增益天線(xiàn)等四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上取得新進(jìn)展。在無(wú)透鏡輔助下實(shí)現(xiàn)28.7 dBm等效全向輻射功率，刷新了該頻段單片CMOS雷達(dá)芯片功率紀(jì)錄，距離分辨率1.3 cm，最大探測(cè)距離16.8 m，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)與成像演示。展現(xiàn)了硅基毫米波雷達(dá)在高精度探測(cè)與成像領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

該成果發(fā)表于集成電路領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議《國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議》（

IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)

芯片系統(tǒng)架構(gòu)、芯片和封裝模組照片、成像結(jié)果。

2025年度“半導(dǎo)體十大研究進(jìn)展”提名獎(jiǎng)

（點(diǎn)擊成果名稱(chēng)即可查看詳情；排名不分先后）

01

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)孫海定教授iGaN實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合武漢大學(xué)劉勝院士團(tuán)隊(duì)，成功研制出具有納秒級(jí)響應(yīng)的超快微型紫外光譜成像儀芯片。該芯片基于級(jí)聯(lián)光電二極管陣列架構(gòu)，并與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法相融合，利用“電壓調(diào)制-電子解調(diào)”新型光譜成像原理，實(shí)現(xiàn)高精度光譜探測(cè)與高分辨多光譜成像，為光譜分析設(shè)備小型化、智能化和大規(guī)模集成化提供新路徑。

該成果以發(fā)表于《自然·光子學(xué)》雜志 (

Nature Photonics

氮化鎵基微型紫外光譜成像儀。

02

中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所李明研究員團(tuán)隊(duì)提出了高算力密度光學(xué)張量卷積處理單元，通過(guò)將光波與微波跨域復(fù)用技術(shù)及單微環(huán)波長(zhǎng)調(diào)諧權(quán)重加載機(jī)制相結(jié)合，本研究實(shí)現(xiàn)了光學(xué)矩陣計(jì)算由二維至三維的拓展，同時(shí)解決了高速光計(jì)算與低速電計(jì)算的帶寬失配問(wèn)題，達(dá)到34 TOPS/mm2的算力密度，為高性能光電計(jì)算提供了一種全新解決方案。

該成果發(fā)表于《光：科學(xué)與應(yīng)用》（Light：Science & Applications, 2025, 14: 27）。

高算力密度光學(xué)張量卷積處理單元。

03

湖南大學(xué)段曦東、東南大學(xué)趙蓓團(tuán)隊(duì)提出了針對(duì)P型二維半導(dǎo)體的柵控超摻雜策略，通過(guò)構(gòu)建1L-SnS2/2L-WSe2 Ⅲ型能帶范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可調(diào)層間電荷轉(zhuǎn)移摻雜，突破傳統(tǒng)靜電摻雜的極限，獲得1.49×1014 cm-2超高空穴濃度、0.041 kΩ·

該成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志（

Science

基于柵控能帶調(diào)制的新型二維半導(dǎo)體摻雜方法。

04

北京大學(xué)雷霆團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上報(bào)道首個(gè)“熱電橡膠”半導(dǎo)體材料，突破傳統(tǒng)熱電材料剛性與脆性限制。通過(guò)納米相分離、熱激活交聯(lián)與定向摻雜策略，實(shí)現(xiàn)高ZT值（0.49）、高拉伸與高回彈性的協(xié)同統(tǒng)一。基于該材料的全彈性熱電發(fā)電模塊，具有低模量貼膚特性，可穩(wěn)定收集人體熱能，為可穿戴電子持續(xù)自供能與柔性制冷提供全新路徑。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（

Nature,

“熱電橡膠”構(gòu)筑策略及其面外π型彈性發(fā)電模塊展示。

05

香港大學(xué)張世明團(tuán)隊(duì)聯(lián)合劍橋大學(xué)George G. Malliaras團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)了一種軟體3D水凝膠半導(dǎo)體體系，突破了傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)受限于“剛性—2D平面結(jié)構(gòu)”固有范式的限制。該研究為半導(dǎo)體材料與器件向類(lèi)組織化、體積化和空間化的發(fā)展提供了物理基礎(chǔ)與工程路徑，有望開(kāi)啟3D生物電子新研究領(lǐng)域，包括三維軟體電子、生物融合電子以及三維神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等前沿方向。

該成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志 （

Science

3D水凝膠半導(dǎo)體和晶體管示意圖。

06

上海大學(xué)楊緒勇、張建華團(tuán)隊(duì)聯(lián)合吉林大學(xué)張佳旗團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了基于均質(zhì)化ZnSeTeS四元合金的高效穩(wěn)定環(huán)保型藍(lán)光QLED。通過(guò)提出等電子調(diào)控策略并引入亞磷酸三苯酯-硫配位前驅(qū)體，解決了ZnSeTe量子點(diǎn)中因Te原子聚集導(dǎo)致的缺陷發(fā)射及穩(wěn)定性差的難題，刷新了無(wú)重金屬純藍(lán)光QLED的性能紀(jì)錄，證明了QLED顯示技術(shù)環(huán)保化應(yīng)用的廣闊前景。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（

Nature

ZnSeTeS量子點(diǎn)組分及QLED器件性能。

07

蘇州大學(xué)張曉宏、揭建勝研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出了有機(jī)隧穿晶體管新型柔性器件，通過(guò)構(gòu)建基于有機(jī)半導(dǎo)體單晶薄膜的源-溝道隧穿異質(zhì)結(jié)，突破了長(zhǎng)期以來(lái)玻爾茲曼熱電子發(fā)射理論極限對(duì)低電壓有機(jī)晶體管性能的制約，有望引領(lǐng)有機(jī)電子學(xué)研究的發(fā)展，為下一代高性能、低功耗柔性電子技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用提供了全新的思路。

該成果發(fā)表于《自然·電子》雜志（

Nature Electronics

有機(jī)隧穿晶體管器件結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理。

08

澳門(mén)大學(xué)陳知行、張明磊團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次成功突破高速ADC在寬頻輸入下的性能瓶頸，成功實(shí)現(xiàn)了72 GS/s 9b時(shí)間交織流水線(xiàn)輔助SAR ADC。通過(guò)引入交流交叉耦合與高頻自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制和雙路徑自舉開(kāi)關(guān)在寬帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高線(xiàn)性度模擬前端，結(jié)合基于電阻網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)環(huán)殘差放大器構(gòu)建的ADC，為下一代光通信所需高速及高精度信號(hào)采集提供了解決方案。

該成果發(fā)表于《國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議》（

2025 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)

系統(tǒng)架構(gòu)以及芯片照片。

09

西安交通大學(xué)桂小琰團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了用于可插拔光模塊的異質(zhì)集成單通道200G收發(fā)芯片組，將SiGe工藝實(shí)現(xiàn)的超高速?gòu)?fù)用器/解復(fù)用器芯片及CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的高速混合信號(hào)SerDes收發(fā)芯片異質(zhì)集成，光傳輸側(cè)實(shí)現(xiàn)單通道200G數(shù)據(jù)傳輸，電側(cè)避免信道損耗隨數(shù)據(jù)率翻倍而惡化，與業(yè)界方案相比實(shí)現(xiàn)10.75 pJ/b的最優(yōu)系統(tǒng)能效及小于10納秒的最優(yōu)系統(tǒng)延時(shí)。

該成果發(fā)表于 《國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議》（

2025 International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)

IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC)

200Gb/s PAM4異質(zhì)集成收發(fā)機(jī)芯片照片。

10

南方科技大學(xué)和清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出一種中置電感的具有連續(xù)輸入和輸出電流（CICO）的升壓變換器架構(gòu)。該架構(gòu)采用功率電感隔離高壓和低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)電容（SC），降低了功率管和飛電容的電壓應(yīng)力，保證系統(tǒng)的高效率和高功率密度。該升壓變換器無(wú)右半平面零點(diǎn)，具有類(lèi)似傳統(tǒng)Buck變換器的傳遞函數(shù)，從根本上克服了傳統(tǒng)Boost的帶寬限制，具有快速瞬態(tài)能力。

該成果發(fā)表于《國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議》（

2025 International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)

超快動(dòng)態(tài)響應(yīng)的升壓變換器芯片。

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