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1、绝缘体上硅SOI材料: 利用离子注入、外延、键合等关键技术研制SOI材料，作为先进集成电路、硅基光子学、MEMS传感器等的衬底。同时开发高迁移率sSOI、SGOI、GOI等材料，有效提高MOS器件沟道载流子迁移率，满足纳米级集成电路技术发展需要；
2、先进SOI器件与电路: 研究SOI器件的尺寸缩小效应、自热效应和浮体效应等，设计、开发新型SOI器件与模型，应用于先进SOI集成电路设计服务平台。研究基于SOI加固材料设计与制造的大规模数字、模拟及混合信号芯片，满足抗总剂量和抗单粒子等严苛应用环境下的高可靠性元器件需求。
3、硅基光电集成技术: 探索硅基片上光操控机理，研发高速硅基光调制器、全硅光二级管等核心硅基器件。研究硅基异质集成GaN等化合物半导体材料，开发硅基光电融合技术，应用于半导体照明和光学探测器等领域。
4、“超越摩尔”集成电路工艺与产品设计: 瞄准手机等智能终端以及汽车电子应用，开发“超越摩尔”(More than Morre, MtM)集成电路新工艺，创新MtM产品设计。