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“中国材料大会2025”先进微电子与光电子材料 分会成功举办
2025年7月5日至8日，“中国材料大会2025”在福建省厦门国际会展中心举行隆重举行。“中国材料大会”是中国材料研究学会的学术年会，是重要的系列品牌会议之一，是中国新材料界学术水平最高、涉及领域最广、前沿动态最新的超万人学术大会，是面向国家重大需求、推动新材料前沿重大突破的高水平品牌大会。本次大会涵盖能源材料、环境材料、先进结构材料、功能材料、材料设计制备与评价等5大类主题，同时开设一批特色论坛，包括青年论坛、特色新材料论坛、材料教育论坛、材料期刊论坛等，除此之外，还同期举行国际新材料科研仪器与设备展览会，为不同需求的代表提供了多样化交流的平台。全国近3万名材料科技工作者、企业代表、青年学者齐聚一堂，共同探讨和分享材料尖端科技和最新研究成果，碰撞智慧火花。
由集成电路材料产业技术创新联盟承办，中国科学院上海微系统与信息技术研究所、北京多维电子材料技术开发与促进中心、北京超弦存储器研究院和上海市电子学会集成电路专业委员会共同支持的“先进微电子与光电子材料分会场”同期举行。旨在促进我国微电子与光电子材料领域的专家、学者及企业界人士的交流与合作，共享微电子与光电子材料、工艺、器件研究的最新成果，进一步提升我国微电子与光电子材料领域学术水平和技术创新能力。
北京超弦存储器研究院赵超研究员担任“先进微电子与光电子材料分会场”主席，中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长俞文杰研究员和浙江大学杨德仁院士作为分会场副主席。本次“先进微电子与光电子材料分会场”共有邀请报告14个、口头报告22个，墙报9个，参会人数超过60人，报告内容涵盖了微电子与光电子材料领域的各个领域，包括：新型存储材料与技术、宽禁带半导体材料与器件、异质集成材料与器件、新型显示材料和其它应用于集成电路和光电器件制造用材料、先进封装材料、碳纳米管、石墨烯等碳基功能材料等新型二维材料、材料检测技术与方法、材料设计理论与计算模拟等。
会议主席北京超弦存储器研究院赵超研究员开幕致辞
清华大学钱鹤教授受邀做了题为“基于28/22nm CMOS平台的RRAM工艺模块和宏单元”的邀请报告。报告主要介绍了团队开发的基于28/22nm CMOS Foundry的阻变存储器工艺模块和相应的宏单元，包括material stack优化、器件侧壁保护、初始低阻（ILR）消除、宏单元设计技术和通过操控算法优化存储特性等，获得了良好的macro IP性能，非常适合MCU、smart card、DDIC及其它需要eNVM的SoC应用，也非常适合存算一体芯片的应用。
清华大学钱鹤教授做邀请报告
厦门大学吕杭柄研究员受邀做了题为“高性能铪基铁电存储器”的邀请报告。报告涵盖铪基铁电材料相变动力学、器件可靠性和技术应用等多个方面。在材料机理方面，阐明了铁电相形成及后道热预算下的性能退化机理。在器件可靠性方面，通过结构和电学表征，提出高电场不可逆铁电-单斜相变和低场可逆铁电-pbca相变的双疲劳机制模型，并同步建立了铪基铁电存储器在保持、耐久及间隔读等多可靠性场景下的电学模型。在技术应用层面，结合机理研究成果，成功研制出基于40nm CMOS工艺的32Mb 嵌入式3D FeRAM芯片。该芯片在125℃下耐久性超1e13次，保持特性达10年，展现了铪基铁电存储技术在存储密度和性能上的巨大潜力。
厦门大学吕杭柄研究员做邀请报告
山东大学陈杰智教授受邀做了题为“闪存存储器在AI时代的关键技术路径”的邀请报告。在人工智能（AI）技术迅猛发展的背景下，存储技术正在实现从二维平面到三维垂直架构的跨越式发展，其中3D NAND闪存凭借其立体堆叠优势，迅速成为大容量非易失存储器市场的主流选择。然而，三维架构在提升存储密度的同时，也带来了前所未有的可靠性挑战，其多层堆叠工艺、垂直阵列架构以及存算融合场景下的特性需求，使其退化机制和可靠性优化策略呈现高度复杂性。为构建面向AI时代的高可靠存储体系，亟需建立从介质物理特性到系统架构的全栈协同优化方法论。报告阐述了基于闪存介质底层特性的可靠性优化策略，分析闪存在存算协同技术中的应用潜力，展望三维存储芯片未来发展的关键技术路径。
山东大学陈杰智教授做邀请报告
北京航空航天大学张悦教授受邀做了题为“自旋存储材料与器件技术”的邀请报告。自旋电子技术是利用电子本征自旋属性实现非易失信息存储，具有低功耗、高速度、高密度、抗辐照等优势特性，有望突破传统CMOS工艺的功耗瓶颈，支撑物联网、人工智能等新兴应用的快速发展。结合非易失存储与可重构逻辑运算功能，自旋存储器可进一步集成构建“存算一体”架构，为解决 “冯诺依曼架构瓶颈”问题提供有效途径。报告从功能材料生长、物理机制探索、器件结构优化、芯片研发等方面介绍了自旋存储材料与器件的最新进展。
北京航空航天大学张悦教授做邀请报告
中国科学院微电子研究所尚大山研究员受邀做了题为“忆阻器计算技术”的邀请报告。人类社会正在由信息化时代迈向智能化时代。在这一过程中，边缘人工智能（AI）的应用逐步增多，涵盖了科研、医疗、交通和生活等多个领域。然而，如何在计算资源受限的边缘设备中，实现更丰富的AI功能成为当前面临的一个关键挑战。忆阻器是指器件的电阻在外电场作用下可以被调节至多个不同的电阻状态，并且对调节过程具备一定记忆能力的器件。通过构建大规模忆阻器阵列，并结合相应的外围电路，忆阻器能够在存算一体范式下执行高能效计算，为边缘智能设备的实现提供了新的底层硬件解决方案。报告介绍了课题组近年来在忆阻器器件、算法和芯片等方面开展的系统研究。研究结果展示了忆阻器在边缘智能系统构建中的潜力，同时也为开发基于自然界丰富的物理、化学特性的高能效智能硬件系统提供了参考。
中国科学院微电子研究所尚大山研究员做邀请报告
山东大学武继璇教授受邀做了题为“铪基铁电材料物性及器件可靠性研究”的邀请报告。铁电材料因其低功耗特性，长期以来被广泛应用于存储器中。报告通过第一性原理计算仿真，深入探讨了纯HfO₂与Si掺杂HfO₂在有限尺寸与温度条件下的铁电相形成机制，重点研究了表面能、熵和极化反转能垒。报告系统研究了7nm HZO电容器在高温下的可靠性问题，首次在热循环中观察到“re-wakeup”现象。分析发现，晶界缺陷中的正电荷俘获会导致电畴钉扎，而高温下增强的电子注入效应可解除钉扎，重新激发极化行为。该现象揭示了热激发条件下缺陷演化与器件性能之间的深层关联，强调了晶界工程在提升超薄HZO可靠性方面的重要性。本研究结合热力学、动力学、器件结构与缺陷行为，全面揭示了铪基铁电材料的极化机制与可靠性调控规律，为优化铁电薄膜性能及其在未来高密度、低功耗存储器中的应用提供了理论依据与实践路径。
山东大学武继璇教授做邀请报告
南京大学王欣然教授受邀做了题为“二维半导体材料、器件与集成技术”的邀请报告。集成电路进入到“后摩尔时代”，需要寻求底层材料和电路架构的原始创新。二维半导体材料具有超薄极限的沟道厚度和低温后端异质集成等特点，是延续摩尔定律的终极路线，也是我国实现集成电路技术突围的路径之一。报告围绕硅基融合的集成芯片这一目标，介绍了团队在二维半导体单晶外延制备、高性能晶体管器件、集成电路以及AI芯片方面的进展，梳理领域未来发展趋势和挑战，并介绍南京大学和苏州实验室在该方向的布局。
南京大学王欣然教授做邀请报告
中国科学技术大学徐光伟教授受邀做了题为“氧化镓半导体功率电子器件”的邀请报告。超宽禁带氧化镓具有高临界击穿场强、高功率品质因子，可通过速度快、成本低的熔融法单晶生长获得，在能源、信息、国防领域具有应用优势。报告的主要内容包括（1）氧化镓MOCVD外延生长及表/界面微纳加工工艺研究进展；（2）高效终端方案设计与研制：开发了热氧高阻终端、结终端拓展、台面终端以及复合终端结构，开发了氧化镍载流子可控生长、选区热氧工艺、低损伤刻蚀工艺，有效抑制了边缘峰值电场，研制了大电流和高反向阻断能力的氧化镓功率二极管器件；（3）新晶体管结构设计与研制：采用热氧退火和N离子注入两种方案，首创氧化镓准反型沟槽晶体管。
中国科学技术大学徐光伟教授做邀请报告
中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠研究员受邀做了题为“半导体相变存储器”的邀请报告。报告介绍了课题组近年来在相变存储器研究方面的进展，包括相变材料可逆相变机理、高速相变材料、高性能开关材料与机理，相变存储器工艺集成等。报告重点介绍了采用八面体基元相变理论筛选量产用相变材料的过程和经验。同时重点介绍了团队在相变存储器产业化方面的进展，目前已经实现嵌入式相变存储器的批量生产和销售，团队未来的工作重点是进一步拓展相变存储器在MCU等领域的规模应用。
中科院上海微系统与信息技术研究所宋志棠研究员做邀请报告
北京大学康晋锋教授受邀做了题为 “铁电氧化物薄膜晶体管三维集成”的邀请报告。基于铪基铁电与氧化物半导体的新型铁电薄膜晶体管铁电氧化物薄膜晶体管由于其优异的存储器件特性与CMOS技术的兼容等特性成为未来高密度三维集成存储与存算一体系统的主要候选者，其三维单片集成技术成为人们广泛研究的重点课题。然而，传统的非晶氧化物半导体如IGZO等由于与铪基铁电薄膜材料在性质与制备工艺的不兼容性使得其实现三维单片集成面临巨大的挑战。报告介绍了一种与铪基铁电材料性质与制备工艺兼容的晶化TiO2半导体作为沟道的新型铁电薄膜晶体管器件及其三维集成方案，包括器件存储特性、可靠性以及实现三维高密度集成的潜力与所面临的挑战等。
北京大学康晋锋教授受做邀请报告
上海交通大学司梦维教授受邀做了题为“ALD氧化物半导体器件缺陷表征与稳定性机理研究” 的邀请报告。金属氧化物半导体材料因其宽禁带和低漏电的特性，是实现DRAM选通管半导体沟道的最佳候选材料之一。厘清氧化物半导体器件可靠性机理与优化方法，实现高可靠性器件是本领域面临的关键挑战之一。如何表征和理解缺陷的种类和产生过程、如何澄清相关缺陷对器件性能及DRAM存储单元的影响十分重要。报告介绍了课题组在氧化物半导体器件可靠性与缺陷表征方面研究进展，主要包括 ALD IGZO器件中缺陷的光电表征、物理表征等表征方法与作用机理研究以及 ALD IGZO器件的稳定性机理与优化方法研究。
上海交通大学司梦维教授做邀请报告
北京大学黄少云教授受邀做了题为“半导体 Ge/SiGe 异质结栅控量子器件研究” 的邀请报告。基于半导体栅控量子点的自旋量子比特方案具有与先进CMOS工艺兼容的优势，是可扩展化量子计算最有潜力的候选方案之一。团队采用兼容标准半导体微纳加工的工艺在无掺杂Ge/SiGe平面异质结上制备了多种低维栅控量子器件，在低温下系统研究了量子限域下的空穴量子输运特性。以整数量子霍尔效应及分数量子霍尔态迹象验证了无掺杂Ge/SiGe异质结该体系的低无序度，论证了量子散射时间是衡量该材料量子输运质量和器件品质的关键指标；以量子化电导台阶验证了无掺杂Ge/SiGe异质结的准一维量子限域特性，并展示了在量子限域条件下大g因子及其可调性；系统优化了器件工艺和器件结构，构建了高质量的无掺杂Ge/SiGe异质结叠栅量子点器件，在1.7 K条件下实现以库仑振荡与库仑菱形图样为标志的单空穴调控。
北京大学黄少云教授做邀请报告
北京大学陈荣梅教授受邀做了题为“先进三维集成电路设计和工艺进展”的邀请报告。随着传统集成电路摩尔定律的逐渐失效，三维集成被认为是在芯片系统层面延续摩尔定律的必由之路。报告介绍了三维集成的发展简史和最新的研究与应用进展。从狭义上来看，三维集成又可以分为准三维（或2.5维）和真正的三维集成两种方式。而真三维集成又可以分为单片三维（Monolithic）和基于封装的三维集成两种。报告从工艺、设计和应用三个维度对这几种三维集成方式作分析和探讨，并介绍当前在这三个不同维度上的代表性研究单位及其研究成果。
北京大学陈荣梅教授做邀请报告
另外，来自华东师范大学的齐瑞娟、浙江大学的李东珂、西安电子科技大学孙汝军、中国科学院化学研究所符文鑫、中国科学院上海微系统与信息技术研究所的伊艾伦、四川大学石玲英等20余名老师和学生做了精彩的口头报告，分享了他们的研究成果。来自中国科学院上海微系统与信息技术研究所的王禹昊和付翔宇获得了分会优秀墙报奖。
本次会议报告非常精彩，会场学术气氛浓厚，听众踊跃提问探讨，参会代表获得了充分的交流和收获，促进了我国微电子与光电子材料领域学术水平和技术的发展和创新。
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