异质异构集成微系统可靠性技术发展的挑战和机遇

后摩尔时代的发展浪潮下,异构集成技术正成为微系统工程化应用的实践途径,其带来高密度集成、多专业融合、高性能、微型化和智能化等优势的同时,也带来了诸多潜在的可靠性问题,直接影响工程化的推广实施.针对上述问题,分析了多尺度多物理特征下的潜在故障模式,并从设计制造基础能力、失效模式和机理、可靠性表征和建模、仿真预测平台、试验评价等方面进行了调研综述,指出微系统可靠性发展的技术挑战,并给出未来的发展建议.

毫米波三维异质异构集成技术的进展与应用

三维异质异构集成技术是实现电子信息系统向着微型化、高效能、高整合、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定信息化平台中微电子和微纳系统领域未来发展的一项核心高技术。文章详细介绍了毫米波频段三维异质异构集成技术的优势、近年来的发展趋势以及面临的挑战。利用硅基MEMS光敏复合薄膜多层布线工艺可实现异质芯片的低损耗互连,同时三维集成高性能封装滤波器、高辐射效率封装天线等无源元件,还能很好地处理布线间的电磁兼容和芯片间的屏蔽问题。最后介绍了一款新型毫米波三维异质异构集成雷达及其在远距离生命体征探测方面的应用。

微系统三维异质异构集成与应用

微系统已经成为电子产品和技术发展的重要方向之一,其核心实现路径是三维异质异构集成,受到国内外广泛关注。三维异质异构集成是从芯片到系统的技术桥梁,解决从1μm到10μm尺度的集成与互连问题,有晶圆级集成和系统级集成两个层次和多种集成形态。现在和未来,三维异质异构集成技术将是各领域中微系统智能传感节点中的核心实现手段。

微系统三维异质异构集成研究进展

芯片持续减小的特征尺寸使得摩尔定律的发展愈发困难,微系统已然成为电子技术的重要方向之一。三维异质异构集成着重于解决系统级的集成互连,其聚焦量级为亚微米至10μm,并以较低的成本连通了从微纳连接到系统级集成的桥梁。微系统三维异质异构集成技术正在逐步向三维堆叠、多功能一体化、混合异构集成方向发展,这使得微系统具有集成度高、功耗小、微小型化、可靠性高等优点。对微系统三维异质异构集成的定位与发展形态、国内外研究现状、应用领域与应用前景等进行了综述。

异质异构微系统集成可靠性技术综述

随着智能移动、智能汽车、物联网、可穿戴设备等市场的快速增长,兼具信号感知、信号处理、信令执行和赋能等多功能集成的微系统技术成为业界关注的焦点。在深度摩尔和超越摩尔的共同推动下,微系统技术正呈现出工艺节点不断缩小、集成密度不断提高、结构框架软硬一体、失效机制交叉融合、分析技术更新迭代等全新特征,新结构、新工艺的引入带来了新的可靠性问题,使得部分原有可靠性表征方法不再适用。针对基于异质异构集成微系统技术的可靠性问题,综述了国内外研究进展,提出了亟需解决的若干问题和表征方法,如热、力学可靠性问题,多尺度、多场耦合问题,微纳工艺、结构的性能表征和退化问题,微系统可靠性评价问题,电磁、辐照、极低温等特殊环境下的适应性问题。

一种异质异构机载天线罩的耐环境设计

本文研究了一种异质异构机载天线罩,将拼装组合式改进为一体化铺层成型式,克服了异质异构天线罩的热不匹配性问题,解决了在温度环境试验中的偶发故障。经过功能性能测试和环境试验,验证了方案的可行性,最后给出了结论和总结了设计流程。

异质异构金属激光熔覆成形工艺研究

通过前期对金属激光熔覆成形的工艺参数探索,采用了具有耐热性的ln718与冶金行业常用的T91、SSL316、SSL304以及Fe30四种铁基合金两两组合,基于交叉和层叠结构的不同组合打印了若干样件。通过电镜对样件内部形貌、组织进行检测,EDS测定了样块过渡区元素分布。结果表明:In718+Fe30的组合,从实验分析的角度看,性能目前为最优。在近熔点异质材料成形时,弹性模量差异大、元素成分含量相近有利于形成性能良好的界面。

多维异质异构大型构件智能增材制造研究进展

电弧增材是近年发展起来的一种高效率、低成本、高性能、低精度整体制造方法,可成形超高强钢、轻合金等多种金属构成的一体化高性能构件.电弧-激光复合、增材-形变、增材-减材等复合成形技术,可进一步提高成形精度,提升构件韧性,更好地成形异质异构构件.本文从多维异质异构概念内涵、电弧复合增材技术、电弧增材过程智能控制等方面对多维异质异构大型构件智能电弧增材技术进行了综述,重点分析了增材过程参数-熔池视觉-应力-变形等协同传感技术;利用深度学习等人工智能方法,在线调整工艺参数,控制缺陷、抑制应力、减小变形,研制的大型多维异质构件多机器人智能复合增材装备,最大可增材10 m×4 m×4 m多金属构件;分析了电弧增材构件微观组织演变、静(动)态力学性能和抗超高速冲击性能特征;最后,指出了多维异质异构增材技术的4大发展趋势.

多层级异质异构吸波超材料功能化设计及熔融沉积3D打印

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料和银铜合金复合制备了特定电导率的复合材料,通过优化银铜合金重量比和复合材料的打印工艺实现了谐振结构电导率的精确控制。基于此,设计了两层有损谐振结构层来调控宽带阻抗匹配和欧姆损耗,利用双材料熔融沉积3D打印工艺实现了多层级异质异构吸波超材料的可控制备。所制备的吸波超材料等效密度为0.3 g/cm3,电磁性能测试结果表明在垂直入射条件下,吸波超材料在3.8~19.24GHz频段实现了高效吸波性能。同时,电磁波在横电波(Transverse electric,TE)和横磁波(Transverse magnetic,TM)模式下、入射角在50°范围内时,吸波超材料都具有良好的宽带吸波性能。这种多层级异质异构吸波超材料的设计和制造方法为推动吸波材料向工程应用化方向发展提供了技术支撑。

一种基于GaAs和FO-WLP工艺的异质异构集成PDK

异质异构集成技术是实现电子系统向微型化、高性能、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定微电子系统领域未来发展的一项核心技术。为进一步推进异质异构集成技术研究,通过研究异质异构集成PDK的开发难点和开发方法,提出一种基于GaAs和FO-WLP工艺的异质异构集成PDK。该PDK对异质异构集成技术文件、器件模型、Pcell和物理验证文件进行创新并提供了支持,实现了在ADS平台上设计GaAs芯片封装电路,并通过ADS平台物理验证工具验证版图和原理图的准确性。

基于激光重熔优化工艺的激光选区熔化316L/IN718异质异构研究

贝壳珍珠层高强高韧的优异力学性能主要归因于其独特的异质异构特征。贝壳珍珠层仿生制品具有异质和结构复杂的特点,传统的制造方法无法制备。激光选区熔化(SLM)增材制造技术以其独特的成形特点,成为复杂结构和特定性能制品的成形技术。SLM成形的异质异构界面的结合质量是影响其力学性能的关键因素之一,因此本文针对激光重熔优化工艺对SLM成形316L/IN718异质异构件微观形貌和力学性能的影响进行研究,并对316L单一母材重熔前后的表面质量进行了对比。结果表明:316L重熔优化后的上表面粗糙度从7.1μm降低到2.7μm,降低了62%;316L/IN718界面平整的微观形貌以及良好的元素扩散证明了激光重熔对改善316L/IN718异质异构界面结合质量的作用,同时,316L/IN718异质异构成形件的抗拉强度从优化前的(104.77±45.26)MPa提升至优化后的(507.33±58.3)MPa也验证了该优化工艺的可行性;断口形貌观察结果显示,未重熔与重熔的同层316L/IN718试样均以脆性断裂为主,但是重熔试样在IN718区域至316L区域发生了准解理断裂向韧性断裂的转变。

微波光子异质/异构集成技术

微波光子芯片是支撑微波光子学发展的基石。针对微波光子芯片材料体系多样、难以多功能集成等问题,异质/异构集成技术提供了一种有效途径。该技术可将不同材料体系的最优性能器件集成到同一芯片上,大大扩展微波光子芯片的功能,降低微波光子功能模块的体积、重量,并提高其性能稳定性。本文介绍了目前主流的微波光子异质/异构集成技术和光电混合集成方面的主要研究进展,并对未来发展趋势进行展望。

一种侦干探多功能一体化微系统设计

在无人机载、弹载综合电子应用领域,基于传统分立器件设计的信号处理系统面临日益突显的资源受限问题。因此,针对无人机载、弹载综合电子系统的多功能、小型化、高性能应用的迫切需求,提出一种侦干探多功能一体化信号处理微系统集成设计技术。基于三维堆叠等先进封装技术,将射频直采数模/模数转换器、可编程逻辑器件、处理器、大容量易失型存储器、非易失性存储器以及阻容等诸多元件进行共封装设计集成,构成可同时完成侦察、干扰、探测功能信号处理的微系统,并构建多功能应用场景,完成软硬件测试验证。该微系统不仅在体积、重量、性能、集成度等方面具有一定优越性,而且大大简化了信号处理系统的复杂电路设计,更便于系统的标准化、通用化和软件化,具有较大的应用前景。

基于原子/分子团簇结构的材料与器件制造

原子/分子团簇是物质结构的一种新形态,具有独特的本征性质。从原子/分子团簇到器件的跨尺度制造,将为国防高端装备和新兴电子等产业发展带来深刻变革。团簇的多物质构效关系、宏量制造、团簇结构跨尺度构筑以及团簇器件的高性能制造等是原子/分子团簇器件制造的关键发展方向,主导着从原子到产品制造的发展历程。把握这些发展背后的重要机遇,将有助于占领原子级制造研究的制高点,引领原子级制造方法的变革。本文从团簇新材料的宏量制造、新型功能器件的原子/分子团簇构筑、团簇—器件的跨尺度制造工艺和装备等三个方面概括了原子/分子团簇与器件制造领域的主要研究进展,总结了原子/分子团簇与器件领域的关键科学问题及面临的挑战,并对其未来发展方向和发展战略给出了建议。

Chiplet晶圆混合键合技术研究现状与发展趋势

半导体产业对国防安全和国民经济发展意义重大,高端半导体装备也是国外对华技术封锁的重点领域。混合键合技术作为微电子封装和先进制造领域的一种新型连接技术,已经成为实现芯片堆叠、未来3D封装的一项关键技术,是实现高性能、高密度和低功耗芯片设计的关键技术之一。分析了Chiplet晶圆混合键合技术应用背景,梳理了典型工艺及设备研究的现状,并展望了晶圆混合键合技术发展趋势。

等离子弧增材交织结构的组织与力学性能

采用等离子弧增材贝氏体钢−316L不锈钢异种金属交织构件,该结构件整体无缺陷,成形良好,有良好的综合力学性能,突破了传统材料的“强−韧”性矛盾。通过显微组织观察和力学性能测试,研究了交织金属不同成分比例对交织结构力学性能的影响。结果表明,结构件在贝氏体钢区域的组织为板条状贝氏体和残余奥氏体,不锈钢区域主要为奥氏体和铁素体,交织部分存在重熔区,重熔区晶粒细小,其中贝氏体钢部分组织为粒状贝氏体和薄膜状的残余奥氏体,不锈钢部分组织主要为等轴晶。拉伸和冲击试验表明,随着不锈钢含量的增加,结构件的抗拉强度下降,其冲击性能上升,当不锈钢含量比较低时,其抗拉强度达到1200 MPa以上,断后伸长率为9.5%,平均冲击吸收能量为159.25 J/cm^(2),具有良好的强韧性,冲击断口为韧性断裂。

射频微系统集成技术体系及其发展形式研判

微系统三维异质异构集成技术是实现未来射频电子系统更高集成度、更高性能、更高工作频率等需求的最具前景的技术,文中对射频微系统集成技术在军民领域的应用需求及前景进行了分析,对其技术内涵及技术体系进行了系统性总结,阐释了微系统集成技术在满足系统工程化应用情况下在设计仿真、热管理、测试、工艺和可靠性等方面所面临的新挑战及其解决方案,同时提出了射频微系统集成技术的进一步发展思路。

诗骚辨异

《诗经》与《楚辞》异质异构 ,在文化渊源、艺术形式、创作内容等方面 ,皆有相反相成的性质。《诗经》对民歌采取玩赏的态度 ,而《楚辞》则与民歌融汇认同 ;《诗经》属乐府体式 ,而《楚辞》是吟唱体式 ;《诗经》是周代社会之面面观 ,而《楚辞》是一个失意士大夫人格之面面观。即使相同题材 。

文化比较视域下的中国古典叙事诗研究

文学呈现于世界的最早形式,无疑是诗歌。中西方古典叙事诗是在各自独立的社会背景下形成的两大审美文化系统,它们在功能上有很大的差别。这些差别主要表现在社会功用、思维方式、语言表达等方面。中国古典叙事诗强调的是"抒情"和"言志";西方主要讲"模仿"和"认知"。这种不同恰恰说明了人类文化的多元化,透过这种不同的文学现象,在经济全球化的语境下,我们可以更多地去了解不同民族在特定时期的形象化历史。

基于Web的灾情信息可视化研究

本文利用WebGIS的优势,研究了灾害信息的Web发布、检索和可视化的关键技术,主要涉及到异质异构数据的集成和数据的分布式检索融合技术,并对他们进行了详细地阐述;最后建立了灾害信息的Web发布和可视化系统,用户可以清楚地在地图上了解到灾情信息以及灾情动态变化的过程,对灾害的评估与防止具有重要意义。