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特色及先進性；技術指標 電子科技大學功率集成技術實驗室（Power Integrated Technology Lab.-PITEL）自2008年就已經開展Si基GaN(GaN-on-Si)功率器件的研究，是國內最早開展GaN-on-Si功率半導體技術研究的團隊。近年來在分立功率器件如功率整流器、增強型功率晶體管及其集成技術方面取得了突出的研究成果。2008年在被譽為“器件奧林匹克”的國際頂級會議IEDM上報道了GaN-on-Si開關模式Boost轉換器，國際上首次實現了GaN-on-Si單片集成增強型功率晶體管和功率整流器。 GaN-on-Si功率整流器 提出一種GaN功率整流器新結構（Metal-Insulator-Semiconductor-Gated Hybrid Anode Diode），其結構如圖2所示。新結構較傳統GaN整流器具有更小的導通電阻，更低的開啟電壓和反向漏電。圖3為MG-HAD和傳統SBD正向開啟特性特比，可以看出MG-HAD具有較小的開啟電壓（0.6V）和導通電阻（1.3mΩ?cm2）。圖4可以看出器件直至150 ℃高溫仍然保持優秀的反向阻斷能力，以10μA/mm 為擊穿電流標準，MG-HAD在常溫下擊穿電壓超過1.1kV的儀器測量極限，150 ℃高溫下擊穿電壓為770V。本器件結果能同時具有低導通電阻和高擊穿電壓，因而其baliga優值（BFOM）459 MW/cm2在已有GaN-on-Si功率二極管報道中為第二高值，見圖5所示。

基于分布式芯片驅動的 LED 集成化照明模組，將驅動與光源集成為一體化標準模組，克服了開關電源的電解電容壽命瓶頸、可靠性差、成本高等缺點，具有可靠性高、 壽命長、結構簡單、模塊化設計、安裝方便、免維護、智能化、成本低等優點。結合窄帶物聯網(NB-IoT)、Zigbee、 LoRa 等無線通訊技術，實現了大數據物聯網平臺的智慧城市照明系統，通過精細化運營管理，可達到 70%的節能減排效果。實現驅動芯片化、模組集成化、通訊無線化、軟件智慧化、系統物聯化。 

一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、技術分析 在“秸稈生物質炭土壤改良-炭基肥生態農業技術”(中國石化行業協會,2017)基礎上，發展秸稈專業化收集模式和移動式就地炭化還田等配套模式，將鄉村秸稈、糞污和綠化廢棄物協同炭化處理并高值物質提取利用，新開發出炭基土壤健康調理劑和炭基營養液體肥，構成炭基復合肥、炭基融合肥、炭基摻混肥等類型的固體炭基肥，生物富硒葉面調理劑、炭基鐵鋅營養肥、炭基液體復合肥等液體噴施肥，以及固碳、營養和抗逆功能的炭基土壤調理劑拋撒肥等的生物質炭產品系列，集成為農產品綠色循環生產的”一炭三肥”（生物質炭與炭基有機肥、炭基復合肥、炭基液體肥），形成“固碳改土、促生強根、營養優質” 的健康生態農業體系，通過產業技術研究院、專家工作站和揭榜掛帥等形式，示范落地到合作社、肥料企業、村鎮政府，2020-2021年在南京溧水區、六合區的炭基健康水稻收到增產優質的顯著成效，既可服務于碳中和農業，又直接推進鄉村振興。 主要技術特點： （1）生物質無廢循環，熱解炭化養分循環率平均65%以上，有機碳循環率70%以上； （2）固碳減排：每噸生物質平均固碳減排0.6噸CO2當量； （3）每年增加土壤有機質0.1 g/kg以上, 減少化肥10-15%； （4）增產5-25%，營養品質提升10-20%； （5）炭基肥適合拋撒，炭基液體肥適合水肥一體化。

針對有機溶劑回收中具有的成分復雜、組分多等特征，項目開發了萃取-共沸精餾、萃取-反應-催化精餾等系列集成工藝技術。利用開發的分子設計方法設計出環境友好的分離溶劑，為工業生產提供更優的選擇。同時開發的集成分離工藝技術，可有效提高有機溶劑的分離效率，降低分離能耗。項目獲國家授權發明專利6項。

本項目針對國內高端光電子器件嚴重依賴進口的現狀問題，自主研制Tb/s級以上 PDM-16QAM的硅基大規模陣列集成相干光接收芯片。根據本研究組在硅基集成光電子器件、偏振控制器件、光混頻器等方面的建模仿真、制備測試基礎，依托“先進電子材料與器件”校級平臺的先進半導體加工能力，制備了高偏振消光比的偏振分束器、偏振旋轉器，高相位精度的90度混頻器，大帶寬高響應度的探測器陣列，高效硅基芯片-光纖耦合，以及可調光功率衰減器。 通過本項目的實施，在硅基光接收集成芯片、高端光電子器件及其大規模集成的關鍵技術領域有所突破，建立關鍵工藝技術與器件標準庫，形成硅基光電子器件標準加工工藝流程，實現高端光電子器件的自主制備,改變了我國硅基光電子器件技術無償地向國外轉移的歷史，縮短我國光子集成技術與國際先進水平的差距，提升我國光通信產業的競爭力。部分成果獲得2014年度上海市發明二等獎。

基于CMOS工藝，設計了大量射頻、毫米波收發機和頻率源芯片； CMOS 90nm 60GHz 接收機芯片，集成片上天線，傳輸效率優于IBM芯片90%； CMOS 90nm 21dBm 60GHz功率放大器，性能優于Hittite商用GaAs芯片； CMOS 60GHz 移相器芯片，為開發毫米波相控陣芯片奠定良好基礎；

本實用新型公開了用于集成電路的靜電放電觸發電路，通過在電路中設置由 NOMS  晶體管和 PMOS  晶體管組成的反相器、 BigFET  晶體管、低閾值電壓 NMOS  晶體管使電路實現釋放靜電放電電流（ ESD ）的功能，且在電路中采用 NMOS  晶體管代替傳統的電容器，在能夠有效的釋放靜電放電（ ESD ）電流的同時，避免使用比較大的電阻和電容而帶來的浪費芯片面積的問題。同時采用低閾值 MOS  管，使 BigFET  柵上的電荷快速泄放干凈，沒有漏電產生。

本項目研究集 成了柑桔、㈱猴桃、番茄冷鏈物流保鮮關鍵技術5套；制訂技術標準、規程5項; 冷鏈物流全程智能化監控系統1套。在重慶柑橘主產區奉節、萬州、江津、開 縣等產區建立了多個示范點；建成節能保鮮示范庫3座，冷鏈物流示范線2條， 商品處理生產線2條。指導中、晩熟柑桔貯藏2. 2萬噸，輻射推廣柑桔貯藏13. 6 萬噸；奧林達夏橙、鮑威爾臍橙、塔羅科血橙等晩熟柑桔冷鏈貯運保鮮效果達 到90天，腐爛率5%左右，果實品質好、貨架期可達30天；每噸晩熟柑桔物流保 鮮后增值800-1000元。狒猴桃冷鏈物流保鮮技術指導生產應用11萬噸，保鮮 期可達150-180天，果實腐爛率低于10%,每噸果實可增值1000-1500元。

本成果針對鎂合金生產與應用過程中的關鍵問題，成功開發了鎂合金目標 產品的集成應用技術和循環利用技術，打通了目標產品的合金開發、產品設計、 材料加工、產品生產、產品應用和合金廢料返回利用的整個技術鏈條和循環過程。 主要創新成果為：1）發明了一批高品質鎂合金。2）開發和發明了高質量鑄造產 品高效環保加工技術和成套的型材擠壓技術，成功制備了世界上最大規格的中 空型材；大幅度提高了鑄件的成品率。3）首次創新開發了 “重質夾雜逆向自凈 化”的“反向"過濾技術和成套裝備，攻克了過濾精煉能力快速衰減的國際難題。 4）建立了鎂合金材料及產品服役性能數據庫，開發了專家預測系統及先進的鎂 產品開發技術系統，建成了國內外第一個綜合性的“鎂合金材料替換設計及產品 應用技術開發平臺"，解決了鎂產品推廣應用中新材料和新產品脫節的瓶頸問題。 成功開發了 200余款（種）鎂合金及鑄造產品、300多種規格高品質鎂合金 管型材和兩大系列鎂合金氣體保護熔鑄和廢鎂回收再生裝備，已在1000多萬輛 汽車得到成功應用，并已成功裝備軌道交通工具及軍工關鍵裝備上。節能效益非 常明顯，創造了顯著的經濟效益和社會效益。

隨著支配半導體技術數十年的摩爾定律日益接近其發展極限，多種功能器件集成被認為是超越摩爾定律延續集成電路發展進程的重要途徑之一，這就需要能夠滿足多種功能器件高密度集成的制造技術。多元兼容集成制造技術就是為此而開發的，該技術通過在更大范圍內優選結構/功能材料組合，開發異質集成制造工藝，大大拓展了功能微器件創新設計和制造的騰挪空間。經過多年探索，目前已形成了涵蓋金屬、聚合物、陶瓷、復合材料的MEMS異質異構制造技術體系，并在多種類型功能器件研發中發揮了關鍵作用，初步展現了其基礎性支撐作用，相關技術獲得2016年度上海市技術發明一等獎。 微系統集成發展趨勢 多元兼容集成制造技術  獲獎情況 上海市技術發明一等獎2016年團隊獲獎 國家技術發明二等獎2008年 上海市技術發明一等獎2007年 超薄超快高熱流密度微通道散熱器 上海交通大學團隊在長期研究經驗和技術積累基礎上，創造性地提出了不同高熱導率材料組合構造的復合結構微通道散熱器設計方案，并基于多元兼容集成制造技術完成了多種尺寸樣品研制，其中，熱源面積與常用功率芯片尺度相當的超薄散熱器冷卻能力達到800W/cm2以上，在保留傳統微通道散熱器良好系統兼容性和適用性的基礎上達到了相當高的散熱能力水平，為解決高功率芯片系統超高熱流密度散熱問題提供了一個深具可行性的解決方案。 高溫薄膜溫度傳感器研究  發動機燃燒室等極端惡劣環境下（高溫、強振動、強腐蝕等）的工作參數現場監測對傳感器技術是嚴峻挑戰，國內外研究廣泛。交大團隊基于特種材料微納集成制造技術的長期積累，在高溫絕緣薄膜材料、多層薄膜應力調控、曲面圖形化和高溫敏感介質等技術上取得了一定突破，成功開發了多種可與現場結構共型的高溫薄膜傳感器，具有體積小、環境擾動小、響應快、靈敏度高、可分布式安置等優點，該團隊已經掌握了溫度、應力/應變、熱流等多種高溫狀態參數測量技術，適用溫度在800-1300℃之間。 薄膜絕緣電阻隨溫度的變化及測試結構 高溫薄膜溫度傳感器制造及曲面圖形化技術 薄膜溫度傳感器在發動機不同部位測溫需求 無線溫度傳感器測溫系統 高性能轉接板 基于轉接板的多芯片封裝是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是傳統的硅轉接板性價比不高，阻礙了廣泛應用。上海交大團隊基于非硅微加工技術的長期積累，突破了硅轉接板絕緣層完整性和再分布層熱隔離的難題，成功研制了漏電流極低的低成本高性能硅轉接板。此外，還開發了復合材料非硅轉接板，TCV陶瓷轉接板，TGV玻璃轉接板等各種三維封裝基板，實驗室能夠針對不同類型器件三維高密度封裝的具體要求，定制開發不同功能的專用轉接板，為多功能、高密度、高功率、低成本封裝提供個性化解決方案。 TSV-3D 高密度封裝概念圖  金屬-聚合物-納米復合材料非硅基轉接板實物圖片