科研團(tuán)隊(duì)探索晶圓鍵合技術(shù)在柔性半導(dǎo)體器件制備中的應(yīng)用，針對柔性襯底與半導(dǎo)體晶圓的鍵合需求，開發(fā)了適應(yīng)性的工藝方案?？紤]到柔性材料的力學(xué)特性，團(tuán)隊(duì)采用較低的鍵合壓力與溫度，減少襯底的變形與損傷，同時(shí)通過優(yōu)化表面處理工藝，確保鍵合界面的足夠強(qiáng)度。在實(shí)驗(yàn)中，鍵合后的柔性器件展現(xiàn)出一定的彎曲耐受性，電學(xué)性能在多次彎曲后仍能保持相對穩(wěn)定。這項(xiàng)研究拓展了晶圓鍵合技術(shù)的應(yīng)用場景，為柔性電子領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的技術(shù)支持，也體現(xiàn)了研究所對新興技術(shù)方向的積極探索。晶圓鍵合提升功率器件散熱性能，突破高溫高流工作瓶頸。江西晶圓鍵合加工工廠
晶圓鍵合解決聚變堆包層材料在線監(jiān)測難題。鎢/碳化硅復(fù)合材料中集成光纖傳感陣列，耐輻照鍵合層在1400K下光損耗＜0.1dB/m。EAST裝置實(shí)測：中子通量監(jiān)測誤差＜0.5%，氚滯留量實(shí)時(shí)反演精度＞97%。自修復(fù)光子晶體結(jié)構(gòu)延長使用壽命至10年，保障中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆安全運(yùn)行。晶圓鍵合賦能體外心臟器官芯片。彈性光電極陣列跨尺度鍵合心肌組織支架，電信號同步精度±0.2ms。強(qiáng)心藥物測試中復(fù)現(xiàn)QT間期延長效應(yīng)，臨床相關(guān)性較動物實(shí)驗(yàn)提升90%。微生理泵系統(tǒng)模擬心輸出量波動，縮短新藥研發(fā)周期18個(gè)月，每年節(jié)約研發(fā)費(fèi)用$46億。河南等離子體晶圓鍵合加工平臺晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)多通道仿生嗅覺系統(tǒng)的高密度功能單元集成。
針對晶圓鍵合技術(shù)中的能耗問題，科研團(tuán)隊(duì)開展了節(jié)能工藝的研究，探索在保證鍵合質(zhì)量的前提下降低能耗的可能。通過優(yōu)化溫度 - 壓力曲線，縮短高溫保持時(shí)間，同時(shí)采用更高效的加熱方式，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了能耗的一定程度降低。對比傳統(tǒng)工藝，改進(jìn)后的方案在鍵合強(qiáng)度上雖無明顯提升，但能耗降低了部分比例，且鍵合界面的質(zhì)量穩(wěn)定性不受影響。這項(xiàng)研究符合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的趨勢，為晶圓鍵合技術(shù)的可持續(xù)應(yīng)用提供了思路，也體現(xiàn)了研究所對工藝細(xì)節(jié)的持續(xù)優(yōu)化精神。
晶圓鍵合催化智慧醫(yī)療終端進(jìn)化。血生化檢測芯片整合40項(xiàng)指標(biāo)測量，抽血量降至0.1mL。糖尿病管理方案實(shí)現(xiàn)血糖連續(xù)監(jiān)測+胰島素自動調(diào)控，HbA1c控制達(dá)標(biāo)率92%。家庭終端檢測精度達(dá)醫(yī)院水平，遠(yuǎn)程診療響應(yīng)時(shí)間<3分鐘。耗材自主替換系統(tǒng)使維護(hù)周期延長至半年，重塑基層醫(yī)療體系。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)宇宙塵埃分析芯片突破性設(shè)計(jì)。通過硅-氮化硅真空鍵合在立方星內(nèi)部構(gòu)建微流控捕集阱，靜電聚焦系統(tǒng)捕獲粒徑0.1-10μm宇宙塵粒。質(zhì)譜分析模塊原位檢測元素豐度，火星探測任務(wù)中成功鑒定橄欖石隕石來源。自密封結(jié)構(gòu)防止樣本逃逸，零重力環(huán)境運(yùn)行可靠性＞99.9%，為太陽系起源研究提供新范式。晶圓鍵合為深空探測提供宇宙塵埃原位捕集與分析一體化芯片。
量子點(diǎn)顯示晶圓鍵合突破色域極限。InGaN-鈣鈦礦量子點(diǎn)鍵合實(shí)現(xiàn)108%NTSC覆蓋，色彩還原準(zhǔn)確度ΔE<0.3。三星MicroLED電視實(shí)測峰值亮度5000nit，功耗降低40%。光學(xué)微腔結(jié)構(gòu)使光效達(dá)200lm/W，壽命延長至10萬小時(shí)。曲面轉(zhuǎn)移技術(shù)實(shí)現(xiàn)8K分辨率無接縫拼接，為元宇宙虛擬世界提供沉浸體驗(yàn)。人工光合晶圓鍵合助力碳中和。二氧化鈦-石墨烯催化界面鍵合加速水分解，太陽能轉(zhuǎn)化率突破12%。300平方米示范裝置日均產(chǎn)出氫氣80kg，純度達(dá)99.999%。微流控反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)CO?至甲醇定向轉(zhuǎn)化，碳捕集成本降至$50/噸。模塊化設(shè)計(jì)支持沙漠電站建設(shè)，日產(chǎn)甲醇可供新能源汽車行駛千公里。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)微型色譜系統(tǒng)的復(fù)雜流道高精度封裝。山東等離子體晶圓鍵合加工平臺
結(jié)合材料分析設(shè)備，探索晶圓鍵合界面污染物對鍵合效果的影響規(guī)律。江西晶圓鍵合加工工廠
研究所將晶圓鍵合技術(shù)與集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的需求相結(jié)合，探索其在先進(jìn)封裝中的應(yīng)用可能。在與相關(guān)團(tuán)隊(duì)的合作中，科研人員分析鍵合工藝對芯片互連性能的影響，對比不同鍵合材料在導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性方面的表現(xiàn)。利用微納加工平臺的精密布線技術(shù)，可在鍵合后的晶圓上實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的電路連接，為提升集成電路的集成度提供支持。目前，在小尺寸芯片的堆疊鍵合實(shí)驗(yàn)中，已實(shí)現(xiàn)較高的對準(zhǔn)精度，信號傳輸效率較傳統(tǒng)封裝方式有一定改善。這些研究為鍵合技術(shù)在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了思路，也體現(xiàn)了研究所跨領(lǐng)域技術(shù)整合的能力。江西晶圓鍵合加工工廠
