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中國集成電路與光電芯片2035發展戰略

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出版社:科學出版社出版時間:2023-06-01
開本: B5 頁數: 460
本類榜單:工業技術銷量榜
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中國集成電路與光電芯片2035發展戰略 版權信息

中國集成電路與光電芯片2035發展戰略 內容簡介

當前和今后一段時期將是我國集成電路和光電芯片技術發展的重要戰略機遇期和攻堅期,加強自主集成電路和光電芯片技術的研發工作,布局和突破關鍵技術并擁有自主知識產權,實現集成電路產業的高質量發展是我國當前的重大戰略需求。《中國集成電路與光電芯片2035發展戰略》面向2035年探討了國際集成電路與光電芯片前沿發展趨勢和中國從芯片大國走向芯片強國的可持續發展策略,圍繞上述相關方向開展研究和探討,并為我國在未來集成電路和光電芯片發展中實現科技與產業自立自強,在國際上發揮更加重要作用提供戰略性的參考和指導意見。

中國集成電路與光電芯片2035發展戰略 目錄

目錄總序 i前言 vii摘要 xiAbstract xiii緒論 1**節 科學意義和戰略價值 1第二節 產業發展規律與特點 4第三節 發展現狀與挑戰 6第四節 發展趨勢與本書安排 9**章 先進 CMOS器件與工藝 12**節 科學意義與戰略價值 12第二節 技術創新與挑戰 13一、堆疊納米線/納米片環柵晶體管器件 13二、3D垂直集成器件 18三、新機制、新材料半導體器件 21 第三節 工藝技術創新與挑戰 23一、光刻領域技術發展與挑戰 23二、器件互連寄生問題與挑戰 27三、器件可靠性與挑戰 31第四節 協同優化設計 35一、DTCO技術發展現狀及形成 35二、DTCO關鍵技術和發展方向 36第二章 FD-SOI技術 38**節 科學意義與戰略價值 38第二節 技術比較 39第三節 技術現狀 40一、FD-SOI技術產業鏈 41二、先進工藝廠商對FD-SOI工藝技術的推進 41三、FD-SOI技術的應用領域 42第四節 技術發展方向 44一、應變SOI 44二、絕緣層上的鍺硅(SiGeOI) 44三、絕緣層上的鍺(GeOI) 45四、絕緣體上的Ⅲ-Ⅴ族半導體(Ⅲ-Ⅴ族OI) 45五、XOI 46六、萬能離子刀技術 46第五節 技術路線與對策 47第三章 半導體存儲器技術 49**節 存儲器概述 49一、半導體存儲器產業發展現狀 49二、DRAM技術及發展趨勢 52三、Flash技術及發展趨勢 54四、面臨的問題與挑戰 57第二節 新型存儲器技術 59一、阻變式存儲器 59二、磁性隨機存取存儲器 63三、相變存儲器 68四、鐵電存儲器 73第三節 總結與展望 77一、DRAM發展展望 79二、Flash發展展望 80三、RRAM發展展望 81四、MRAM發展展望 81五、PCM發展展望 82六、鐵電存儲器發展展望 82第四章 集成電路設計 84**節 科學意義與戰略價值 84第二節 通用處理器 85一、重要意義及發展現狀 85二、處理器關鍵技術及展望 86三、技術展望 88四、技術及產業發展建議 89第三節 智能處理器 89一、戰略地位與發展規律 89二、發展現狀與特點 90三、智能處理器發展與展望 93第四節 FPGA及可重構計算芯片 93一、戰略地位 93二、發展規律與研究特點 94三、發展現狀 96四、發展展望 97第五節 模擬前端及數據轉換器 98一、戰略意義與發展規律 98二、發展現狀和研究特點 100三、發展展望 102第六節 射頻集成電路 103一、戰略地位 103二、發展規律與研究特點 104三、發展現狀與技術趨勢 105四、發展布局 106第七節 圖像傳感器及探測器 107一、戰略地位 107二、發展規律與研究特點 108三、發展現狀 108四、發展展望 109第五章 集成電路設計自動化 112**節 科學意義與戰略價值 112第二節 前沿領域的現狀及其形成 113第三節 關鍵科學與技術問題 119一、面向大規模復雜數字系統的形式驗證、邏輯綜合方法 119二、電子設計的關鍵環節從自動化邁向智能化 120三、設計復用問題 121四、高速數字系統的信號完整性仿真方法 122五、模擬集成電路設計與優化方法 123六、模擬電路物理布局布線方法 124七、納米尺度器件物理機制模擬仿真 125八、新型存儲器的存儲與輸運模型建模 126九、器件-電路-系統的協同設計方法學 126第四節 發展建議 127第六章 跨維度異質集成 129**節 科學意義與戰略價值 129第二節 技術現狀分析 130一、發展路徑 130二、研究現狀 131三、國際競爭力評估 134四、發展趨勢 135第三節 關鍵科學問題、技術問題 136一、關鍵科學問題 136二、關鍵技術問題 139第四節 發展措施與建議 143第七章 先進封裝技術 145**節 科學意義與戰略價值 145一、半導體產業演變與驅動 145二、先進封裝技術的演變 146第二節 芯片封裝互連技術 146一、芯片封裝鍵合技術 146二、芯片封裝底部填充技術 150三、高密度芯片封裝鍵合技術的挑戰 152第三節 典型先進封裝技術 154一、先進封裝技術 154二、WLCSP技術 154三、2.5D Interposer封裝技術 156四、3D IC集成封裝技術 157五、扇出封裝技術 158第四節 先進封裝技術總結與思考 163第八章 人工智能理論、器件與芯片 165**節 技術戰略地位 165第二節 理論、器件與芯片的發展歷程 168一、人工智能理論與技術 168二、人工智能器件 173三、人工智能芯片 180第三節 發展建議 188第九章 碳基芯片 189**節 研究背景 189第二節 碳基晶體管 190一、碳納米管無摻雜CMOS器件技術 190二、碳納米管晶體管的微縮 191三、碳納米管鰭式場效應晶體管 192四、石墨烯基晶體管 193第三節 碳基集成電路及其應用 194一、碳納米管 CPU 194二、碳納米管高速電路 195三、碳基3D集成電路 195四、碳基柔性集成電路 196五、碳納米管存儲器 197六、石墨烯集成電路 197第四節 前景與挑戰 198第十章 (超)寬禁帶半導體器件和芯片 200**節 科學意義與戰略價值 200第二節 技術現狀與發展態勢 202一、寬禁帶半導體發展歷程及態勢 202二、(超)寬禁帶半導體發展歷程及態勢 211第三節 需進一步解決的難題 225一、低缺陷、大尺寸(超)寬禁帶半導體材料外延生長技術 225二、(超)寬禁帶半導體高性能器件關鍵技術 226三、(超)寬禁帶半導體芯片集成與應用 226第四節 科學問題與發展建議 227一、(超)寬禁帶半導體材料高質量大尺寸外延生長技術 227二、(超)寬禁帶半導體微波功率器件設計與工藝技術 228三、(超)寬禁帶半導體高端電力電子器件設計與制備技術 229四、(超)寬禁帶半導體固態微波/毫米波芯片設計關鍵技術 230五、(超)寬禁帶半導體光電器件與探測器件技術 230六、前瞻布局(超)寬禁帶半導體新型應用技術 231第十一章 量子芯片 232**節 戰略地位 232第二節 國內外進展 234一、國外進展 234二、國內進展 237第三節 發展規律與研究特點 237第四節 發展建議 239一、加強量子芯片材料研究 239二、部署硅基量子比特的構造和調控研究 243三、量子比特擴展與集成 245四、低溫電子學與測控電路研究 250第五節 預期目標 253第十二章 柔性電子芯片 255**節 科學意義與戰略價值 255第二節 前沿領域的形成及其現狀 256一、國外研究現狀 257二、國內研究現狀 258三、發展趨勢 258第三節 關鍵科學問題與技術發展路線 259一、關鍵科學和技術問題 259二、發展思路與目標 261第十三章 混合光子集成技術 264**節 研究范疇和基本內涵 265第二節 研究的重要性 268第三節 國內外發展現狀 270第四節 關鍵技術問題 275第五節 發展建議 279一、建設高標準產學研創新性的混合光子集成平臺 280二、建立系統性的項目資助體系,保障混合光子集成的發展 280三、支持光子連接研究,培育混合光電子集成封裝技術平臺 281第十四章 硅基光電子集成技術 282**節 戰略地位 282第二節 發展規律與研究特點 283第三節 技術現狀 285一、國外發展現狀 286二、國內發展現狀 289第四節 發展建議 290一、硅基發光及光源 290二、硅光波導及器件 295第十五章 微波光子芯片與集成 313**節 戰略地位 313第二節 發展規律與研究特點 315一、面臨的主要科學與技術問題 315二、未來發展趨勢 316第三節 國內外發展現狀 317一、微波光子單元器件發展現狀 318二、國外系統與應用發展現狀 323三、我國發展現狀 324第四節 發展布局建議 327一、單元器件級 327二、集成芯片級 328三、系統與應用 329四、基礎技術鏈條平臺能力 330第十六章 光電融合與集成技術 331**節 技術簡述 331一、光電子與微電子的關系 332二、光電子與微電子技術的優勢 332三、光電融合的重要內容 333四、研究狀況與發展戰略 334第二節 集成技術發展歷程 335一、微電子技術發展歷程及啟示 335二、光電子集成技術發展的歷程 336三、光電子集成技術的瓶頸與發展趨勢 337第三節 光電子集成的關鍵技術 340一、集成材料的特性及制備工藝 340二、光電融合建模仿真 342三、表征與測試 343四、CMOS工藝兼容的集成芯片技術 343五、多功能集成技術 346六、光互連存儲網絡技術 350七、硅基光源技術 351八、微波光子光電融合技術 355第四節 技術優勢分析 356一、超大容量光通信芯片與模塊集成技術 356二、穩時穩相傳輸技術 358三、光電融合與集成技術的優勢分析 360四、新型光計算技術 360五、光電融合顯著提升系統性能 361第五節 發展趨勢與展望 363第十七章 光子智能芯片技術 365**節 戰略形勢研判 365第二節 關鍵科學問題和重點研究內容 367一、關鍵科學問題 367二、重點研究內容 369第三節 國內外發展現狀 372一、光子人工神經網絡國內外發展現狀 372二、光子脈沖神經網絡國內外發展現狀 374三、面向光子智能芯片的光電子集成國內外發展現狀 376第四節 發展建議 377一、**階段發展 377二、第二階段發展 378三、第三階段發展 378參考文獻 380關鍵詞索引 418
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