集成电路应用场景中的智能探测技术
基于雷达、电磁、超声信号的智能探测与识别技术，研究高精度传感器芯片设计与信号处理算法，支持芯片封装缺陷检测、材料特性分析等应用。开发低功耗、高灵敏度的微型传感器芯片，应用于工业物联网、医疗电子等集成电路下游领域。
AI驱动的图像/视频处理与芯片协同设计
针对人工智能芯片（如GPU、NPU）的算力需求，研究高效能图像/视频处理算法与硬件协同优化技术，降低芯片功耗并提升实时性。探索边缘计算场景下的轻量化模型设计，适配低功耗集成电路平台。
生物医学信号感知与芯片集成
研究人体生理信号（如ECG、EEG）的高精度采集与处理技术，开发低噪声、低功耗的生物传感器芯片，支持可穿戴医疗设备。探索芯片与生物医学信号处理算法的协同优化，提升医疗电子设备的智能化水平。
芯片封装缺陷智能检测技术
开发基于机器视觉与深度学习的封装缺陷检测系统，实现晶圆级封装（WLP）、系统级封装（SiP）中微米级缺陷的实时识别。研究高精度测试设备算法与硬件协同优化，提升国产封测设备的良率与效率。
国产化封装材料与工艺开发
针对封装基板、键合线、塑封料等关键材料，研究国产替代工艺及性能优化，解决进口依赖问题。开发适用于先进封装（如混合键合、铜柱凸点）的新型材料，提升封装密度与可靠性）。
半导体纳米材料制备与性能研究
聚焦纳米级封装材料（如高导热陶瓷、低介电常数聚合物），研究其制备工艺与性能表征方法，支持高密度封装需求。探索材料-工艺-设备协同创新路径，推动国产纳米材料在封测领域的产业化应用。
集成电路制造中的精密焊接与封装技术
研究高效弧焊技术的智能化控制算法，应用于芯片封装中的键合线焊接、晶圆贴合等环节，提升焊接精度与良率。开发基于AI的焊接质量在线监测系统，实时反馈工艺参数。
工业过程优化与芯片制造协同
构建基于人工智能的工业过程优化决策模型，应用于晶圆制造、封装测试等环节，降低能耗并提升生产效率。研究芯片制造全流程的数据集成与分析技术，支持工艺参数动态调整。
设备状态智能诊断与预测性维护
开发面向集成电路制造设备（如光刻机、刻蚀机）的智能诊断系统，通过振动、温度等多源数据预测设备故障。构建基于数字孪生的设备运维平台，实现芯片制造装备的全生命周期管理。
宽禁带半导体器件与功率集成
探索宽禁带半导体能带结构、迁移率、热导率、缺陷行为等基本物理机制，建立载流子输运、击穿机制、热效应等器件性能联动关系。应用新结构、新原理突破现有器件的电压、电流、频率、效率、功率密度等性能极限。通过研究异质集成，提升异质界面的热稳定性与可靠性，解决异质界面热应力匹配、缺陷控制等关键技术瓶颈，推动超宽禁带半导体在高功率器件领域的规模化应用。
集成电路设计与可靠性物理
利用AI赋能的EDA工具，基于器件仿真、系统优化、版图验证等技术手段，实现低功耗、高可靠性集成电路的系统架构及前后端设计。基于数学、物理、材料和电子信息科学，通过各种显微技术和信号测量手段，分析和判断集成电路的各种失效机制，如寄生器件的导通、电荷的非理想分布、内部互连失效以及信号传播中的异常反射等；并提出可行的解决方案，满足器件在各种复杂环境的应用要求。
先进封装工艺与测试
结合数值模拟与实验检测进行多尺度表征，从原子尺度到宏观尺度揭示工艺-性能关联规律，支撑Chiplet等异构集成技术发展。高功率密度封装热管理技术；封装可靠性测试与失效物理。
集成光电子与光子器件
利用光、热、电等多物理场耦合技术探究光电子器件中的新物理机制，采用新材料体系和超构表面来构筑新型光电子器件，发展与现有硅工艺相兼容的集成光电子器件新结构和新制程。开发具有高灵敏度、高通量、多参数检测的集成光子传感器，探索其在医疗诊断、环境监测和工业工程等领域的应用。
光电子芯片设计
基于器件仿真、系统优化、版图验证等技术手段，研究高性能、高集成度的硅基光子、光电子集成芯片的新设计方法及其在光通信和光传感中的应用。研究片上集成光学神经网络的新设计原理、实现方法及系统架构。
光通信与光传感器件与系统
研究光通信系统的通感一体化技术，以光通信信号作为传感信号，在光通信系统中增加感知信号处理模块和芯片，融入AI技术提升感知精度和事件识别准确率。研究光纤传感器与微流控芯片、MEMS器件等微纳器件的集成方法，研究集成化光纤传感器阵列，拓展传感器的应用范围。
非线性光纤光学
研究光纤的非线性效应及其传感机理，通过探测不同类型光纤中传输光束的特性来获取环境信息，开发其在温度和应变传感、生物医学等领域的应用。研究高非线性光纤中产生超连续谱的机理和方法、超连续谱的特性以及在光频梳、气体监测等领域的应用。
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