解决“卡脖子”问题 北理工重庆微电子研院正打造国内领先的先进微纳制造平台

导读：放眼全球，在MEMS这个领域，欧美日等发达国家仍处于较强垄断地位，但随着万物互联与人工智能的兴起，MEMS产品种类增加、市场规模扩大。北理工重研院将立足本校学科优势，致力于建设中国西部MEMS研发+产业应用的创新策源地。

激光束打在小米粒大小的振镜上，而这些镜片又搭载在指甲盖大小的芯片上，芯片控制振镜以极快的速度调整激光反射角度扫描前方……北理工重研院科研人员把这些芯片搭载如同相控阵阵列一般，即可实现对前方物体接近光速的超高速扫描。

这就是将MEMS芯片技术运用于激光雷达、生物探测、精准定位、等领域的神奇“微操方法”。

打造国内领先的科研型微纳加工平台

MEMS芯片技术是指在纳米尺度的“微观世界”，将芯片、微纳制造与微机械系统融合的前沿技术。基于光刻、刻蚀等传统半导体技术，融入超精密机械加工，并结合力学、化学、光学等学科知识和技术基础，使得一个毫米或微米尺度上的芯片结构具备精确而完整的机械、化学、光学等特性。

北理工重研院副院长姜森林介绍到，在集成电路行业不断发展的背景下，传统的集成电路无法持续地满足终端领域日益变化的需求，基于MEMS芯片技术的集成电路具有更强的性能，低功耗、速度快、可靠性高等优点，可以广泛应用在智能制造、自动驾驶、人工智能等多个领域。

放眼全球，在MEMS这个领域，欧美日等发达国家仍处于较强垄断地位，但随着万物互联与人工智能的兴起，MEMS产品种类增加、市场规模扩大。北理工重研院将立足本校学科优势，致力于建设中国西部MEMS研发+产业应用的创新策源地。

目前研究院确立1+6科研战略，围绕“1”个国内领先的先进微纳工艺研究中心，支撑“6”个前沿科研方向：MEMS、智能微系统、微纳生物光子、硅基高速片上系统、太赫兹新型器件和新型半导体材料，为重庆与全国的产业提供智能传感的硬核支撑。

MEMS技术成果转化初具雏形

北理工重研院封测实验室内，工程师齐强展示了一个探头如竹签大小的医疗探测仪，体积只有传统仪器三分之一，同样基于MEMS技术，今年下半年，北理工重研院将向市场推广，第一步便是在生物光子诊疗方面。

姜森林介绍，研究院基于前沿的生物光子诊疗技术，结合研究院超小型MEMS芯片，可以通过比内窥镜还小的探头深入人体，对病灶做出类似于CT但范围极小的扫描，对狭窄腔内局部的细胞微环境进行高分辨率、三维可视化成像。相比传统的内窥镜检查，可以对更深层次组织进行更细微的检查，有利于体内微小病灶的早期诊断。目前已经进入重庆主要的三甲医院进入临床测试。

在成果展示区域，一个蓝色小盒子显得格外抢眼。姜森林介绍，“这是一款由研究院从MEMS微镜芯片到光机模组技术完全自主研发新研制的3D工业相机，它能够检测高度、深度等信息，其体积小、精度高、分辨率高等优点，可广泛应用于3D人脸识别、缺陷检测、工业建模、智能装配等场景。”目前已成功应用于国内某高端白酒生产线，能对玻璃酒瓶的缺陷实现超高速检验。

构建产学研互育生态

从宿舍出来，坐上摆渡车，到达研究院大楼的科研室，北理工重研院研一新生开始了一天的学习生活，再过不久，他们将可以选择到周边的中国电科、华润微电子、英特尔FPGA创新中心、联合微电子中心等电子信息产业头部企业见习。

去年7月，北理工重研院迎来了首批30名培养硕士研究生，大概每年新到30到80名。一年来，研究院共发明《一种太赫兹MEMS可重构功分器及其实现方法》、《一种集成压阻反馈的电热式微镜》等专利逾16项，发表SCI、EI论文共25篇。

去年9月，北理工重研院院长，首席科学家谢会开领衔的联合培养研究生团队在参加全国大学生第十三届挑战杯比赛，以“光芯绘影——高精度MEMS芯片及3D结构投影”参与赛事并获得全国银奖。团队聚焦国家“十四五“发展规划中智能制造装备领域重点攻关“3D感知”技术，以及当前工业领域广泛应用的结构光3D相机核心投影芯片依赖进口的情况，成功研发出高性能MEMS微镜芯片，该芯片面积仅是当前国际主流芯片的1/80，解决了我国在该领域完全依赖进口的问题。

得益于浓厚的产学研生态，西永微电园第一届集成电路产学研融合交流会去年在北理工重研院举行，分享园区产学研融合三年多来取得的科研合作、人才培养、成果转化等成果，北京理工大学校长龙腾莅临现场指导。北理工重研院院长谢会开代表会议发布“集成电路产学研联合攻关十大课题”，邀请全行业人才专家横向合作课题进展，解决“卡脖子”问题建言献策。

今年上半年，北理重研院的先进微纳工艺制造平台及6寸MEMS中试线将完成设备装调，可以为MEMS、太赫兹器件、CMOS可重构芯片与新型半导体材料及工艺等领域提供优质服务。届时，重研院在芯片流片制造环节将不在依赖代工，专家团队及学生可以在“学院内”完成“工艺生产”、“线上教学”、“线上实践”。

近年来，西永微电园积极融入成渝地区双城经济圈和西部(重庆)科学城建设大局，系统性培植集成电路产业，形成从设计、制造到封装测试的芯片全产业链，致力打造全国最大功率半导体和重要的集成电路特色工艺研发制造基地。

全面构建微电子产业生态，加速推动产学研用深度融合，联合园区芯片高端研发机构，多领域开展理论研究、技术研发、产品制造、系统集成等工作，推动集成电路、汽车电子、卫星产业等智能科技产业的产学研用融合创新，打破科技、产业、人才壁垒。

创新“1个研究生院+1个研究院+1个产业集群”模式，推动电子科技大学、北京理工大学、西安电子科技大学、重庆大学等高校联合入驻建设微电子研究院。

通过举办“全国大学生集成电路创新创业大赛”“第一届集成电路产学研融合交流会”“全国集成电路产教融合高峰论坛”等形式，促进重大成果转化和产业技术突破，探索卡脖子领域人才培养、产业孵化的新型体制。