一、中心組織結構情況
山東省工程技術研究中心依託山東大學，以“學科交叉、重在原創；對外開放、國際接軌；人才匯聚、一流成果”為指導思想，突出學科綜合與交叉，強調原創性的基礎研究、套用基礎研究和關鍵技術突破；堅持以人為本，為研究人員提供一個能充分發揮創造性和學科間融合的學術環境，形成人才匯聚機制，產生重大原創成果和突破關鍵技術，構建全新的運行機制。發展壯大成為具有國際化視野、國內領先的高性能微納器件與晶片集成領域創新團隊，為山東大學雙一流建設和山東省新舊動能轉換做出實質性貢獻。
山東省工程技術研究中心努力探索機制創新，形成既相互獨立、又相互協同的學術管理、行政管理和支持服務3大體系，構建多元化用人機制、人才匯聚機制、目標管理機制、人才竟爭、激勵、流動和績效評價機制、資源共享機制、自主管理機制、開放交流機制和準入退出機制8項保障機制，建立起科學、規範、有效的新型運行機制和運行模式。
山東省工程技術研究中心按照要求實行主任負責制，設首席科學家1名，主任1名，副主任多名。建立了辦公會議制度，設秘書兼聯絡員。主任辦公會為中心的最高管理機構，由主任辦公會議確定發展目標和計畫，建立健全各項管理制度、審核並批准項目計畫等各項工作。
山東省工程技術研究中心設立技術創新委員會、專家委員會。實行與國際接軌的學術管理制度。主要負責審查研發計畫、年度考核和目標任務，對研究方案進行論證和策劃，研究解決重大技術難題和對項目進行諮詢。
山東省工程技術研究中心多個研發實驗平台及信息諮詢部、市場培訓部、行政財務部，負責人分別由相關專業高級研究人員擔任。協調溝通團隊內部有關工作，負責建立和運行公共科研和信息資源服務平台，整合每個研究方向研究平台的資源、智慧財產權等。注重智慧財產權的保護工作，鼓勵、保護髮明創造，樹立智慧財產權意識，逐步形成自己的“專利池”，實現快速的技術積累。建立聯動反饋機制，以需求為導向，面向生產、著眼套用，立足解決行業內重大實際問題，保證研究成果的轉化率，使技術價值最終體現到產品價值上，擴大在國家、行業、省市的知名度，為推動我國科技進步事業做出貢獻。具體機構包括：
①技術委員會：主要負責研究制訂產品開發戰略、研發經費預算、中心年度計畫及長遠發展規劃、產品開發重大課題、年度考核方案的制訂和實施等。
②專家委員會：主要負責提出並審查產品和技術研發計畫，對產品開發方案進行論證和策劃，研究解決重大技術難題和對技術開發項目進行諮詢。
③綜合部：管理中心的各項日常行政事務，負責中心各部門之間的工作協調，外聘專家和技術顧問的服務與管理，中心人事檔案的管理，負責中心各項工作的考核，提出獎懲方案。
④信息中心：負責科技情報的收集與整理，市場動態、客戶資料等信息的分析與反饋，產品技術檔案和資料的管理。
⑤財務部：負責中心財務預算的編制、科研經費的管理與監督，經費和研發設備台帳的管理以及相關統計報表的編制與報送。
⑥研發中心：重點開展新產品的開發、新技術的套用和實施、產品技術的儲備。對產品生產過程進行指導和監督，根據生產和技術的需要對產品提出技術改造方案並具體實施，參與對外技術合作與交流，負責技術培訓工作。
⑦測試中心：負責新產品的測試、新產品的送檢、項目的報批與驗收和產品質量的監督與檢測，為產品研發和生產過程提供相關數據。
具體任務實行課題組長負責制即PI制。項目組長根據年度工作計畫制定出項目的總體計畫及年度計畫，經辦公會議批准實施，並接受主任辦公會議的監督。
1.課題組長負責制即PI制，組織和發展科研團隊，通過合理配置現有資源，實行個性化目標管理的科研組織模式。
2.課題組是基本科研活動單元，負責實施所屬學科方向的科研活動、學科建設和人才引進培養任務，創新團隊的發展主要依賴於各PI課題組的發展；推進以PI為主體的人才組織體系，建立PI在創新團隊各項工作中的主體地位。
3. PI和課題組成員依據自願互利和雙向選擇的原則，可在全院、全校範圍內跨學科組建課題組；對不稱職的課題組成員，PI有權提出辭退；課題組成員也有權提出退出課題組。兩種情況，均需以書面報告形式報創新團隊專家委員會批准、備案。
4. PI課題組依據“工作目標責任書”進行管理。PI根據創新團隊總體安排，會同課題組成員擬定個性化的“工作目標責任書”，經創新團隊專家委員會討論後批准備案，作為課題組科研業績評估、考核的主要依據；PI負責向專家委員會遞交年度工作總結報告。
5. PI聘期為創新團隊周期。按照“工作目標責任書”規定的內容，實施“一年一述職、兩年一考評”的評估機制(評估考核方法另行制定)；述職主要考察PI的年度工作進展；考評主要評估PI的工作狀態，並給出定性意見，對考評不合格的PI，由創新團隊專家委員會批准後可提前解聘；考核主要綜合評估PI的工作業績，並決定續聘或解聘；課題組成員的聘期與PI聘期相同。
6. PI全面負責課題組團隊與科研工作：
(1)根據“工作目標責任書”的要求，明確研究方向、制定研究計畫、組織科研隊伍、落實研究內容和完成任務目標；
(2)組織推動課題組成員申請各種類型的科研項目、合理使用科研經費、高質量完成任務取得一流科研成果；
(3)組織安排課題組成員的工作任務和分工並監督落實；
(4)調動課題組成員的積極性，培養課題組年輕成員、研究生和博士後等；
(5)杜絕任何形式的學術腐敗；
(6)組織組內或課題間的學術交流活動；
(7)指導和管理創新團隊按照科研貢獻撥發的課題組經費；
(8)根據課題組成員完成工作任務情況對其科研業績效任務提出建議。
7.課題組成員在PI組織下參與課題組承擔的各項科學研究和團隊建設任務：
(1)定期向PI匯報研究工作進展；
(2)在PI組織協調下申請科研經費並按照學校和創新團隊規定和項目預算，與PI協調合理使用這些經費，完成相關科研任務；
(3)依據自己的貢獻分享研究成果，包括發表論文、申請專利、成果申報和有關獎勵；
(4)對研究方案和計畫以及技術路線提出合理建議。
二、運行管理規章制度建設情況
山東省工程技術研究中心按照“開放、流動、聯合、競爭”的原則，以“學科交叉、重在原創；公平競爭、對外開放；先進管理、國際接軌；人才匯聚、一流成果”為指導思想構建全新的運行機制。
①中心突出學科綜合與交叉，強調原創性的基礎研究、套用基礎研究和關鍵技術突破。
②中心堅持學術民主、公平競爭。為建立和保持一支高水平的研究隊伍，對實驗室人員實行嚴格選聘，並實行有期限聘期制，並採取措施促進人員合理流動。
③中心實行與國際接軌的學術管理制度。
④中心堅持以人為本，營造創新文化氛圍和人才成長環境，為研究人員提供一個寬鬆、能夠充分發揮創造性和學科間融合的學術環境，形成人才匯聚機制，產生重大原創成果和突破關鍵技術。
⑤在技術、產品、標準、套用和工程管理等方面廣泛開展與國內外著名企業和研究機構的交流與合作。
努力探索機制創新，形成既相互獨立、又相互協同的學術管理、行政管理和支持服務3個體系，構建多元化用人機制、人才匯聚機制、目標管理機制、人才竟爭、激勵、流動和績效評價機制、資源共享機制、自主管理機制、開放交流機制和準入退出機制8項保障機制，建立起科學、規範、有效的新型運行機制和運行模式。力爭能夠入選國家、省部級創新團隊，申請成立高性能微納器件與晶片集成協同創新中心和科研平台。
①內部運行機制
山東省工程技術研究中心採用項目負責制及項目責任制的運行模式，根據項目大綱的要求在中心內部採用競聘的方式確定項目負責人和項目責任人，項目負責人和項目責任人按照平等自願的原則組建，由技術人員、管理人員組成的項目組。項目負責人負責組建、領導項目組的各項工作，按項目大綱的要求制定項目實施進度方案，分解落實項目實施人員，對項目進度、工藝技術及產品質量負責；項目責任人負責落實、協調項目進度，向技術管理部門定期匯報項目實施情況，協助項目負責人做好項目組的管理工作及項目鑑定工作。
項目組組建後，獨立進行相關項目的運作，由研究中心和綜合科按項目開發大綱的要求對項目組進行考評，根據項目進度完成情況及考評結果實施獎罰，項目組內部實行項目工資制，項目負責人對項目組成員承擔的工作進行考評，自行確定項目組內部的分配機制。完成開發大綱的項目，經過實際生產考驗，撰寫技術開發總結、工作總結、財務效益分析報告，報工程技術研究中心備案後，請專家委員會進行鑑定，經專家委員會批准方可進行工藝定型，納入中心正式工藝技術管理範圍。
②對外運行機制
實行以公益性服務先行，有償服務為主的對外服務機制。
③產學研合作機制
山東省工程技術研究中心實行產學研結合的運行機制，實行協定合作、共同建設、資源共享、聯合攻關、成果共享、技術共用的合作機制。依託單位山東大學負責落實服務中心的場地、儀器設備、相關設施的建設和新增研發、設計、檢測等的投入，科研成果的轉化；合作產學研單位負責協助中心的建設，重點負責創新研發系統地創建、創新技術與專用設備的研發、信息諮詢與培訓等，實現本校設計、試驗、測試、培訓資源的共享等；雙方共同負責總體方案的制定、管理機構與服務部門的建設以及項目相關服務內容的全面建設等。
培訓人員及開放服務水平
①與國內外知名單位建立長期合作關係，能夠實現研究資源共享，對於重難點課題能夠進行共同攻關，實現產學研結合。
②中心在各項基礎設施及檢測、試製設備水平上達到國內最先進的水平。培訓本行業相關企事業單位人員，使之掌握最先進的生產技術，能夠運用先進的生產、檢測設備從事產品開發。
三、依託山東大學微電子學院情況
山東大學微電子學院有從事晶片和積體電路設計的專任教師近十名，其中國家知名專家1名（IET院士）、傑出青年基金1人、教育部新世紀優秀人才1人、泰山學者1人、泰山領軍人才1名、濟南市5150人才2名、山東大學未來學者1名。研究隊伍學科背景豐富，涵蓋物理、材料、電子、信息、生物醫學工程等多個領域。
山東大學微電子學院有一流微細加工實驗室，儀器設備總值4100萬元，實驗室已具備材料生長、器件工藝加工和材料與器件基本性能測試和表征的能力和條件。擁有可多點接入的開放式EDA伺服器，預裝了Synopsys、Cadence、Mentor Graphics等積體電路主流設計軟體，積體電路設計軟體環境接近產業界一流公司，累計經費近1000萬元。
山東省工程技術研究中心在模擬與射頻積體電路設計、大規模數字積體電路設計、片上可程式系統研發、嵌入式系統研發、生物信息提取與醫療電子等領域進行了長期的科研，成功研製了北斗二代/GPS射頻晶片、高性能
山東省工程技術研究中心具體成功流片了北斗二代/GPS多頻多模射頻前端晶片和高密度LED驅動晶片並實現百萬片的量產規模；以BPSK語音傳送晶片為核心的監聽系統為公安部列裝產品；RDSS射頻收發晶片可以實現與同步軌道上的衛星實現有效通信；低功耗12bit SAR ADC晶片被合作單位成功用於“天通一號”衛星通信接收機。部分晶片的設計指標能夠達到國際領先水平，在衛星定位導航、柔性顯示、感測器系統、電網智慧型巡檢、公安監控、交通監控等領域有著廣泛的套用。在人工智慧晶片領域，國內外呈現各有特色的發展，通用人工智慧加速晶片的水平已經達到比較高的水平。例如，集成72億個電晶體的NVIDIA Pascal架構GPU，集成54億個電晶體的IBM仿人腦晶片TrueNorth，Intel Knights Mill架構處理器，中國科學院計算技術研究所“寒武紀”處理器以及中星微“星光智慧型一號”處理器也已經在移動產品上得到套用，山東大學微電子學院晶片團隊的實時、低功耗的專用DPU來加速嵌入式系統的深度學習計算為行業領先的探索實踐、具有重大的科學意義。
山東省工程技術研究中心在柔性電子晶片領域，山東大學納電子工程研究中心由宋愛民教授在學校的大力支持下於2012年初領銜組建，並在2015年7月正式投入運行。中心是山東大學納電子科學技術創新的搖籃，也是納電子科技推廣套用的研發平台。既擁有在Nature Communications 上發表高水平論文的世界級科研科能力，也具備美國矽谷晶片設計多年工程經驗，是一個理論水平高超、工程經驗豐富的團隊。建有目前世界加工精度一流的7nm加工平台，柔性薄膜器件及集成的整套設備，和國內領先的750GHz太赫茲微波測試平台，完備的導體、半導體及絕緣體材料生長系統、材料與器件分析測試平台，研究能力已經全面接軌國際領先水平，累計經費3500萬元。
山東省工程技術研究中心與美國矽谷晶片設計團隊、英國曼徹斯特大學、美國華盛頓大學、清華大學、蘇州飛思卡爾等晶片團隊保持著密切的學術交流與技術合作，熟悉晶片領域的國際熱點問題和工業界主流技術。已經獲得的數個重大突破，在柔性高頻電子與可柔性低功耗CMOS集成晶片領域達到了國際領先水平。基於新型柔性透明氧化物半導體材料，團隊2015年在柔性透明塑膠襯底上實現了當前世界上速度最快的6.3 GHz柔性二極體，超過了手機通訊、藍牙、WiFi等的2.45GHz的基頻，並至今仍保持著世界上速度最快的柔性二極體的最高紀錄 (Nature Communications, Vol.6, 7561, 2015)。基於2018年，團隊基於非晶氧化物半導體研製成了截止頻率超過1GHz的薄膜電晶體，向柔性電視與高性能可穿戴電子又邁進了一大步。2018年，團隊在解決了氧化物半導體領域世界難題“高性能p型氧化物匱乏”，研製成高性能p型SnO的基礎上，實現了n型、p型氧化物半導體的互補集成，成功實現了低功耗CMOS電路包括反相器、各種邏輯門、環形振盪器、d-latch、1bit全加器等電子晶片研製，並實現了目前國際上集成度最高的100個薄膜電晶體的集成。這些為今後團隊進一步構建柔性顯示、柔性邏輯晶片、柔性感測器、電子皮膚等高性能柔性晶片奠定了堅實的基礎。
山東大學微電子學院在寬頻隙半導體材料和器件領域有著多年研究積累，並已具備良好研究基礎。研究成果主要包括：（1）成功外延生長出Ga2O3和TiO2等單晶薄膜材料；（2）GaN 高電子遷移率電晶體（GaN HEMT）研究中提出了極化庫侖場散射理論，並將該散射理論套用於GaN 功率放大器線性度提升和器件物理建模取得明顯成效；（3）在GaN 發光二極體（GaN LED）研究中，通過能帶工程和應力調控最佳化GaN LED多量子阱材料結構提高器件的發光效率。近5年來，微電子學院在寬頻隙半導體材料和器件領域承擔國家和省部級科研項目10多項，發表SCI論文近100篇。
太赫茲技術是“改變未來世界的十大技術”之一，受到了國家政府的大力支持，是近年來國家重點、重大研究項目的熱點，也是世界範圍內電子科學與技術方向的前沿和熱點。該方向承擔了包括國家重點研發計畫、軍工973、國家自然科學基金面上和青年、山東省重點研發計畫等諸多國家和省部級項目，實際項目到賬經費1200餘萬元，發表了包括Nature Communications、Nano Letters、Carbon等諸多高水平國際期刊文章，申請了多項發明專利，並培養了多名青年教師和研究生。擁有頻率高達220 GHz的矢量網路分析儀、頻率高達750 GHz的信號分析儀、各種高頻配套設備、相應的微納加工設備線和ANSYS高頻器件仿真軟體包等，硬體和軟體水平國內領先。
山東省工程技術研究中心與國外高水平太赫茲技術團隊相比，有些研究領域處於或者接近國際先進水平，但是總體而言，在人才、團隊、設備、積累和成果等方面有著諸多的不足之處，需要再接再厲，迎頭趕上。基於石墨烯的彈道整流器是目前世界上在室溫下靈敏度最高的太赫茲感測器；基於多層電路的太赫茲無源器件和超寬頻集成方向接近國際先進水平；研發的基於耿氏二極體的太赫茲信號源在工作頻率方面落後於英國格拉斯哥大學，目前處於國際跟跑地位；可調控、可重構太赫茲電子器件也處於發展初期。
四、國內外技術發展趨勢
1.國內技術發展水平
目前,無論是山東還是全國,積體電路都是工業相對薄弱的部分,有能力進行研發的廠商主要在日美等國。即使是代工廠,也被歐美日及韓國、中國台灣的企業所壟斷。新舊動能轉換成為世界經濟復甦繁榮的關鍵。全球金融危機爆發以來，世界經濟進入長周期深度調整階段，深層次結構性矛盾集中顯現，潛在增長率持續下降，全球經濟一體化進程曲折，面臨諸多不確定性因素。同時，創新正成為全球經濟成長的新引擎，新一輪科技革命和產業變革加速孕育、集聚迸發，特別是信息技術、生物技術、製造技術、新材料技術、新能源技術等廣泛滲透到各領域，正在引發國際產業分工深刻變化，重塑世界經濟格局。主要已開發國家和新興經濟體紛紛調整發展戰略，超前部署面向未來的創新行動，積極搶占發展制高點。
通過“核高基”等項目的支持，中國在積體電路晶片設計領域有了長足的進步。在一些領域如手機基帶晶片（華為、展訊）、射頻收發晶片（紫光銳迪科）、電源管理晶片、自主CPU（中科龍芯、天津飛騰）等有具有在特定市場競爭力的產品。但是，晶片的整體設計能力較美國等先進國家還有一到兩代的差距，全面追趕既缺少具有豐富項目經驗的領軍人物、也缺乏能夠從事具體開發工作的大批量的工程技術人員。另一方面、中國積體電路市場需求巨大，存在晶片產業成長的基礎。因此必須匯集優勢資源集中攻克關鍵晶片，以點帶面，逐步實現積體電路晶片領域的由跟跑到並跑甚至領跑。
再如目前，國內 MEMS 產品門類依然相對較少，主要還是以慣性器件和壓力感測器為主。 在晶片製造方面，中芯國際和華虹宏力均提供 MEMS晶片代工服務；在封測方面，長電科技、華天科技、通富微電、晶方科技等封測大廠也掌握相關 MEMS 封測技術，但都以傳統塑封包封為主。對於MEMS感測器產品，一個產品，一套工藝流程，一種封裝形式。MEMS感測器先進封裝測試項目，既要對MEMS元件和其它MUC晶片進行保護，還要實現MEMS和外界接觸，屬於一種新型的先進封裝工藝，主要針對壓力、溫度、濕度、流量、氣體和生物等智慧型MEMS感測器進行封裝生產，解決了MEMS感測器的面積小、重量輕、功耗低、成本低要求，是國內唯一一家專業從事此類MEMS感測器封裝生產單位，在國內MEMS感測器領域已經擁有一定的知名度和品牌影響力。
典型地，北斗晶片國際上主要有SiRF、u-blox、聯發科mtk國際技術領先的公司。美國的SiRF公司於1995年成立於美國加州，在發展迅速時年增長到300﹪，GPS晶片的出貨量到達全球的70﹪。在2009年被一家英國公司收購後，由於我們國產晶片模組的快速崛起，逐漸淡出了晶片市場。瑞士的U-blox公司創建於1997年，先是使用其他廠商的GPS晶片設計生產模組，在手持設備市場也有一席之地。，台灣的聯發科MTK是行業的後起之秀，異軍突起搶占了低端手機和大部分移動終端市場。ST意法半導體等也在這一塊有涉獵，但是發展不行。
北斗/GPS晶片分為射頻和基帶兩大部分。西安航天華迅科技有限公司是中國第一家成功量產GPS導航晶片的企業。泰斗微電子科技有限公司參與了多項國家北斗相關標準的制定。泰斗微主要產品是北斗晶片、模組、高頻頭等。杭州中科微電子有限公司是中科院旗下的企業，他們在前期開發2.4G的射頻晶片時積累了產品經驗和客戶。
再如FPGA市場前景誘人，但是門檻之高在晶片行業里無出其右。全球有60多家公司先後斥資數十億美元，前赴後繼地嘗試登頂FPGA高地，其中不乏英特爾、IBM、德州儀器、摩托羅拉、飛利浦、東芝、三星這樣的行業巨鱷，但是最終登頂成功的只有位於美國矽谷的四家公司：Xilinx（賽靈思）、Altera（阿爾特拉）、Lattice（萊迪思）、Microsemi(美高森美)，其中，Xilinx與Altera這兩家公司共占有近90%的市場份額，專利達到6000餘項之多，如此之多的技術專利構成的技術壁壘當然高不可攀。而Xilinx始終保持著全球FPGA的霸主地位。
FPGA是一個技術密集型的行業，沒有堅實的技術功底，很難形成有競爭力的產品。這也是FPGA市場多年來被四大巨頭Xilinx（賽靈思）、Altera（阿爾特拉）、Lattice（萊迪思）、Microsemi(美高森美)基本壟斷的原因。中心聯合高雲半導體在此領域處於國內領先水平。
山東大學微電子學院在柔性電子晶片的研究領域也走在國際前沿，其中關於高頻柔性電子以及低功耗CMOS柔性晶片的研製達到了國際領先水平。2015年，山東大學微電子學院研製成了標誌性的頻率超過6.3 GHz的柔性a-IGZO二極體，超過了手機通訊、藍牙、WiFi等的2.45GHz的基頻，至今仍保持著世界上速度最快的柔性二極體的最高紀錄 (Nature Communications, Vol.6, 7561, 2015)。2018年，山東大學微電子學院實現了氧化物半導體領域的一個突破——n型與p型氧化物半導體的互補集成，成功實現了低功耗CMOS反相器、各種邏輯門、環形振盪器、d-latch、全加器等電子晶片研製，這些為今後進一步構建柔性顯示、柔性邏輯晶片、柔性感測器、電子皮膚等長期以來人們夢寐以求的電子產品提供了核心器件、電路與技術，在新型半導體電子產品的產業化進程中具有重大的意義與價值。
太赫茲技術通常被稱為“太赫茲空白”，在世界範圍內和我國都處於發展階段，其核心原因之一就是缺乏高效率和高性價比的探測器和信號源。目前國內的高頻信號源和探測器主要基於肖特基二極體倍頻和整流的物理機制。但是肖特基二極體需要加工到納米尺寸來降低寄生電容，相應的電極必須通過搭建極具挑戰性的納米空氣橋引出，因此良品率低，難以大陣列集成，商業產品價格昂貴。受限於測量設備和器件加工精度，國內對高頻天線和多層電路的研究主要集中在Ka波段（24-40 GHz）及以下，工作頻率距離太赫茲有較大的距離。在超材料和表面等離激元器件方面，近年來國內發展迅速，如東南大學、天津大學等，但是這些領先的課題組很少將這些器件與石墨烯結合實現電可調控性和電可重構性。
近年來，太赫茲無線電子系統受到世界範圍內的高度重視。其中，最接近商業套用的就是可用於人體安檢的太赫茲成像技術。目前國內研發的該類技術大多採用雷達SAR成像的方法，需要對人體進行360°機械掃描，所以成像速度較慢，無法做到實時成像。太赫茲系統套用的另一個重要方面是太赫茲通信，國內研究該方向的課題組也比較少，研究頻率相對低，主要是基本概念驗證的研究，很少涉及到真正具有實用價值的頻分復用技術和空間復用技術。
SiC方面，2000年初，國內研發機構山東大學晶體材料國家重點實驗室、中科院物理所等開始了SiC單晶的研究工作。經過十幾年的技術積累，國產SiC襯底的研發和產業正在高速發展。截止2015年，國內山東大學先後獲得了6英寸半絕緣和N型SiC襯底材料，中科院物理所獲得了6英寸N型SiC襯底材料。其他研發單位還有中科院上海矽酸鹽研究所、中電集團46所等。在產業方面，國內最早從事SiC單晶研究的山東大學和中科院物理所已經實現產業化，分別成立了山東天岳和天科合達公司。憑藉研發單位多年的技術積累，山東天岳和天科合達在國際市場嶄露頭角。除這兩家產業化機構，從事產業化開發的公司還有河北同光晶體有限公司等。
GaN器件方面，中科院半導體所、西安電子科技大學等單位生長出了高質量的GaN基HEMT外延片；微電子所等單位製備出高性能的GaN基射頻器件，中國電子集團13研究所等單位研製出覆蓋C波段至Ka波段的多款軍用GaN HEMT及MMIC,處於樣品試製、試用階段，GaN基HEMT射頻器件最大頻率176GHz,飽和電流1650mA/mm。。國內很多實驗室實現了耐壓超過1000V的GaN電力電子器件,但是整體性能還與國際水平存在一定差距。Ga2O3器件方面，中國科學院微電子研究所製備出了耐壓超過200V,開態電流421A/cm2,開態電阻2.9mΩ·cm2的肖特基二極體。北京郵電大學製備出回響度43A/W,外量子效率2.1×104 %的Ga2O3基日盲紫外探測器。
單晶鈮酸鋰薄膜材料的開發和各類集成光電器件的研究:用於鈮酸鋰薄膜材料製備的物理方法有分子束外延法，磁控濺射法等。這些方法沉積的薄膜多為多晶態，當光在薄膜波導中傳輸時，存在晶粒間界多，散射大，損耗高的問題。我們採用國際最先進的離子注入和直接鍵合技術製備鈮酸鋰薄膜，製備的薄膜具有單晶性高、折射率對比差大，限光能力強的優點，正被廣泛套用於各類光學器件研究中。
研發新一代高性能室溫紅外探測器:迄今為止，利用局域表面等離激元（LSP）增強光探測器件性能的研究主要集中在對可見光到近紅外波段的探測。在國內，關於LSP在微納光探測領域的研究同樣也是集中在對可見光以及近紅外波段光的探測。合肥工業大學的羅林保教授課題組利用金屬納米顆粒（Au、Ag、Cu）的LSP實現了基於一維納米線及納米帶的高性能光探測器。中科院上海技術物理研究所的胡偉達教授及湖南大學的潘安練教授課題組在InAs納米線上沉積一層金納米顆粒，實現了室溫下的納米線近紅外探測器。現今關於LSP在中遠紅外探測波段的研究很少，究其原因有二：①現有的廣泛用於產生LSP的材料都集中於金屬納米顆粒（Au、Ag、Cu等）。即便是通過調控金屬納米顆粒的尺寸、形狀及組裝結構，也只能實現可見光到近紅外波段的LSP共振。②實現全紅外波段探測的半導體材料有限。中科院上海技術物理研究所紅外物理國家重點實驗室及中科院半導體所在InGaAs基紅外探測器方面已經取得了豐富的成果。但是，InGaAs的紅外探測範圍只能到3.5μm。
2.市場需求狀況
中國積體電路晶片市場需求巨大，2017年積體電路進口額為1.7萬億人民幣。基於手機的北斗/GPS晶片年需求量為5億顆，柔性顯示晶片、大螢幕LED驅動晶片年需求量上億顆，衛星通信等高端晶片更為我國成長為新興技術大國所必需。同時，“中興事件”凸顯了晶片的替代供給的必要性，在未來的三到五年，晶片領域將會出現海量的國產替代進口需求，按國產率三分之一計算，國內晶片五年後將形成一個年產值接近萬億的產業規模。例如北斗晶片和模組產業的現狀，市場容量約5億。這一塊是競爭充分的市場。未來的發展空間，北斗晶片的消費品市場約在每年1000億的量級，如手機、移動可穿戴終端等，也是是北斗和GPS決鬥的主戰場。
加之，2017年全球MEMS感測器市場規模約210億美元，2019年市場規模預計將突破250億美元。從市場區域來看，美國歐洲市場份額趨於下降。美國地區市場份額保持穩定，仍是全球高端技術及產品的重要發源地，歐洲受到債務危機以及汽車工業下滑的影響，市場份額略有下降，但是以德國、荷蘭、法國、瑞士為代表的歐洲國家MEMS感測器加工產業發展迅速。亞洲的日本、韓國、台灣地區則在平板電腦以及智慧型手機市場的帶動下，市場份額不斷上升，市場地位不斷提升，其中尤以中國市場的作用不容忽視。未來三年，在中國3C產品、汽車電子、醫療電子等產品產量繼續保持穩定增長，特別是以智慧型手機和平板電腦為代表的3C產品快速增長的帶動下，以及移動可穿戴產品的異軍突起對MEMS感測器的龐大需求，中國MEMS感測器市場規模有望進一步擴大。
柔性電子晶片是促使物聯網、可穿戴電子等真正普及所需要的最核心技術。據權威機構預測，在2018年柔性電子產業全球市場值469.4億美元，預計到2028年可以達到3010億美元，2011年到2018年年複合增長率近30%，處於長期高速增長狀態，說明柔性電子市場的增長潛力巨大。其中，可穿戴智慧型電子等柔性電子近年迎來爆發式地成長，被認為是成為繼智慧型手機之後未來移動智慧型產品發展的主要趨勢。Strategy Anaytics機構預計，2018年全球可穿戴設備出貨量將超過1.5億支，市場規模達190億美金。Allied Market Research預計到2020年，可穿戴電子市場將達250億美金。我國是電子產業大國，但不是技術強國，柔性電子是我國爭取電子產業跨越式發展的機會，柔性電子具有廣闊市場，市場規模迅速擴張，可成為國家支柱產業。
SiC的電力電子器件市場已在2016年正式形成，市場規模約在2.1億~2.4億美金之間。而據Yole最新預測，SiC市場規模在2021年將上漲到5.5億美金，這期間的複合年均增長率預計將達19%。目前，全球有超過30家公司在電力電子領域擁有SiC、GaN相關產品的生產、設計、製造和銷售能力。2016年SiC無論在襯底材料、器件還是在套用方面，均有很大進展，已經開發出耐壓水平超過20KV的IGBT樣片。
太赫茲成像技術無需機械掃描，有望解決這一難題。頻分復用技術可以將一個寬頻信號分成多個小頻段在不同的通路中傳輸，實現不同頻率不同通道的多功能特性，進而大幅度的提高數據傳輸速率，在傳統通信波段（2-10 GHz）的超寬頻系統中有著廣泛套用，如IEEE 802.16和IEEE 802.15.3A，並可以用於多頻段和超寬頻雷達系統對不同頻率進行分離。FCC和IEEE 802.11ad已經將第五代移動通信（5G）的候選波段定為60、74、84和94 GHz，但是目前尚未有可以在這些頻段工作的頻分復用器被報導。正在研發的頻分復用技術非常有希望在5G頻段實現頻分復用技術。太赫茲和毫米波技術是軍用雷達發展的必然趨勢。傳統的機載天線伺服系統由於體積大和質量重，造成雷達散射截面大而且武器負載性能差，嚴重影響了飛機的隱身性能和氣動性能。為了減小系統的體積和重量，太赫茲技術及其對應的多層電路技術和高集成度封裝技術開始被套用于軍用電子系統。傳統雷達系統主要設計在微波低頻段，其靈敏度先天受到較長波長的限制。此外，現階段針對雷達的“隱身”材料也往往設計在這一頻率範圍，這些材料大多基於超材料的結構，具有窄頻帶的特性，無法真正做到全頻段隱身。為了提高雷達系統的靈敏度和對針對傳統雷達的“隱身”目標的監測能力，工作頻率遠高於傳統雷達頻段的太赫茲雷達受到了世界範圍內的廣泛關注。
光電器件及套用集成：①致力於單晶鈮酸鋰薄膜材料的開發和各類集成光電器件的研究:鈮酸鋰單晶薄膜材料是製備各類光電器件的襯底材料，處於光電元器件產業鏈上游。目前國內外已有210餘家企業及科研機構套用鈮酸鋰薄膜材料開發濾波器、感測器等光電器件產品。隨著新型元器件產品不斷出現和量產，鈮酸鋰薄膜材料產品的需求量也會不斷上升。②研發新一代高性能室溫紅外探測器:我國的半導體技術起步較晚，跟歐、美、日等已開發國家相比還有很大的差距，目前也尚無可與國外相競爭的紅外探測器產品問世。通過研究中心平台的協作，預期研發出替代HgCdTe的新型高效紅外探測器產品，直接打破國外對我國多年的技術封鎖，製造出與國外產品相抗衡的自主產品，並引領國際未來半導體紅外探測的發展方向。
3.從事本技術領域研究、開發和設計的優勢單位及水平比較
山東省對積體電路的發展非常重視，很早就認識到積體電路在現代信息產業中的基石及支柱作用。積體電路設計業屬於知識密集型行業，投資少見效快，且風險可控，是積體電路領域的明星方向。山東大學微電子學院研發的北斗二代衛星定位晶片於2015年實現量產，導航模組年銷售50萬塊；團隊成員研發的LED驅動晶片也實現了30萬片的市場銷售；作為山東省積體電路產業創新聯盟的理事長和秘書長單位，山東大學微電子學院積極與省內的積體電路設計公司進行技術和人才合作；聯暻半導體（山東）成功設計了基於台聯電14nm工藝的ARM Cortex-A57移動計算晶片；高雲半導體成功研發了數款中小規模的FPGA晶片，成為國內FPGA行業的領跑團隊；人工智慧晶片創業公司領能科技正在研發的晶片突破傳統DPU結構，採用創新系統架構和加速策略，研究最佳化模型，設計實時、低功耗的專用DPU來加速嵌入式系統的深度學習計算具有重大的科學意義。山東大學微電子學院和合作單位組成的技術團隊在積體電路晶片設計方向上的技術水平為省內領先，國內先進。
目前，歐美、日韓等先進國家和我國等都將柔性電子技術視為未來電子產業發展的革命性解決方案，投入大量的相關研究開發工作。其中美國史丹福大學鮑哲南教授團隊在基於有機半導體等的柔性可伸拉電子方面作出了出色的貢獻，首次實現了具有高度拉伸性的電晶體陣列和電子運算電路。韓國日本（以三星為代表）在柔性OLED顯示及驅動產品（手機螢幕和電視等）取得了巨大成功。我們團隊的柔性電子和顯示屏已具備生產能力，其中調試成功的卷對卷印刷技術達到國際領先水平。
從目前國際上主流的量產製備大尺寸SiC晶體的方法是PVT法，美國、日本和歐洲從事SiC製備公司的裝備和溫場設計等都各有核心技術。截止2015年， Cree、DowCorning和II-VI等國際襯底供應商都可以製備6英寸 N-type SiC襯底材料。此外，日本的一些研究機構採用液相法（LPE）製備了低缺陷密度的SiC，歐洲的Norstel公司和義大利的一些研究機構採用高溫化學氣相傳輸（HTCVT）法製備了高純度的SiC晶體。目前國內的研究機構和產業化公司採用PVT法製備SiC晶體，掌握了4英寸SiC晶體成套技術，並突破了6英寸SiC晶體製備關鍵技術，為6英寸SiC晶體的產業化奠定了基礎。
GaN基射頻器件方面，西安電子科技大學製備的GaN基HEMT射頻器件最大頻率110GHz,峰值跨導415mS/mm,飽和電流1096mA/mm。中國電子集團13研究所製備的InAlN/GaN HEMT最大頻率達到176GHz,飽和電流1650mA/mm。南京大學和中國電子集團55研究所聯合，採用InAlGaN四元勢壘結構，製備出GaN HEMT射頻晶片，最大頻率203GHz,飽和電流1940A/mm,功率密度2.75W/mm。開關器件方面，中國科學院蘇州納米所使用低壓化學氣相沉積生長的Si3N4作為柵介質層，實現了Si襯底上GaN基HEMT開關器件擊穿電壓達到1162V,關態漏電7.7×1012A/mm，開態電阻2.88mΩ·cm2。中國科學院微電子所設計了超薄勢壘結構，實現了增強型HEMT器件，開啟電阻0.75Ω，最大工作電流6.5A。山東大學研究了極化庫倫場散射對GaN基HEMT器件性能的影響。Ga2O3器件方面，中國科學院微電子研究所製備出了耐壓超過200V,開態電流421A/cm2,開態電阻2.9mΩ·cm2的肖特基二極體。北京郵電大學製備出回響度43A/W,外量子效率2.1×104%的Ga2O3基日盲紫外探測器。
在太赫茲方向的國內優勢單位包括：由成都電子科技大學牽頭的在太赫茲/毫米波信號源和探測器方向有著豐碩成果的“太赫茲科學協同創新中心”，在太赫茲成像和物質檢測方向領先的上海理工大學莊松林院士團隊，在毫米波多層電路和天線方向領先的東南大學毫米波國家重點實驗室，在太赫茲超材料方向領先的東南大學崔鐵軍教授團隊和天津大學張偉力教授團隊，在太赫茲探測器方向領先的蘇州納米所秦華研究員團隊，在太赫茲表面等離激元方向領先的北京大學劉濮鯤教授團隊，在太赫茲人體安檢儀產品研發中領先的同方威視和華訊方舟等。
與這些成熟的團隊相比，中心成立時間較晚，在人才、資金、項目等方面相對薄弱，但是我們的研究有著領先的領域和獨到之處。我們研發的基於石墨烯的彈道整流器是目前室溫下靈敏度最高的太赫茲感測器，其等效噪聲功率只有0.64 pW/Hz1/2，這一數值與低溫下的超導熱點感測器相當（Nature Commun., 7(11670), 2016）。基於該器件，我們首次將基於石墨烯的太赫茲探測器套用於太赫茲成像系統（Nano Lett., 17, 2017）。我們研發的耿氏二極體信號源在100 GHz附近實現了0.88 mW的輸出功率，在國內同類器件中處於領先地位；我們的毫米波多層電路技術和基於柔性電路的超寬頻system-on-package（SOP）集成技術在國內也處於領先地位；我們正在研發的與新型二維材料石墨烯結合的太赫茲超材料和表面等離激元結構，充分利用了石墨烯的電調控特性，可以實現動態調控和重構，與國內優勢團隊的研究相比也具有獨到之處；我們正在開發的太赫茲成像系統基於焦平面成像技術和大型二維探測器陣列，與國內優勢團隊的技術相比成像速度更快，可以實現10幀每秒的實時成像。
光電器件及套用集成：①致力於單晶鈮酸鋰薄膜材料的開發和各類集成光電器件的研究:本單位是全球領先的能夠生產大尺寸納米厚度鈮酸鋰單晶薄膜材料的單位，研製的薄膜厚度在200 nm-1000 nm, 晶圓尺寸可達6英寸，市場占有份額達80%。在器件設計方面，先後研製成功了各類低損耗波導、電光調製器、光柵耦合器等，器件性能處於國際先進水平。②研發新一代高性能室溫紅外探測器:該研究方向依託2017年立項的國家科技部重點研發計畫“量子調控與量子信息”重大專項青年科學家項目，在三五族窄頻寬半導體表面原位生長LSP 納米結構直接構建異質界面更利於“熱電子”有效穿透界面勢壘、減小表面能級的釘扎，有望增強光電流並抑制暗電流，實現高性能室溫中遠紅外探測器件，引領國際未來半導體紅外探測的發展方向。
4.與國外比較的差距
以美國矽谷晶片公司、韓國三星為代表的國外積體電路企業是積體電路產業的源頭和發展的主要推動力。國外的積體電路產業已經形成技術開發與經濟回報的穩定正循環，積體電路性能優異、種類齊全，在世界範圍內具有壓倒性優勢，國內晶片無論在性能還是成本上均不具有競爭優勢。國外CPU、FPGA、DRAM等主流晶片設計已經達到7納米量產水平，國內還停留在14納米、28納米等工藝節點，設計水平有1.5代以上的差距。
我國設計業水平基本與國外同步，但很多關鍵晶片幾乎全部進口，工藝技術進步嚴重滯後。總體來看，中國積體電路產業無論在設計、製造還是封裝環節等，均與國際先進水平存在著較大差距。根據中國半導體行業協會積體電路設計分會的統計，2013年中國IC設計行業全年收入為874.48億元，約合142億美元，比上年增長28.51%，占全球積體電路設計業的比重約為16.73%。2013年全年共有124家IC設計企業銷售額超過1億元，134家企業銷售額5000萬元～1億元，177家企業銷售額在1000萬元～5000萬元之間，196家企業銷售額小於1000萬元，贏利企業409家，不贏利企業223家，前100名設計企業的平均毛利率為30.59%，前10大設計公司的平均毛利率為39.55%。雖然設計水平基本上與國外同步，達到了28nm，但是很多關鍵晶片，如桌面、攜帶型計算機、高性能伺服器、高端網路設備用晶片幾乎全部為進口。
中國晶片製造業發展狀況，根據中國半導體行業協會的統計，製造業2013年全年收入達到600.86億元，略少於100億美元，比上年增長199.9%。其中本土企業總收入為266.6億元，占中國10大晶片製造企業(含外資)全部收入454.1億元的58.7%，占中國整個晶片製造業收入的44.37%。中國晶片製造業現有產能與市場需求方面存在的差距巨大，工藝技術進步嚴重滯後。在先進工藝方面，具備先進制造技術(40nm以下線寬)的僅有中芯國際1家，技術水平與國際先進水平相差3-5年。在產能方面，全部12英寸月產能不到5萬個矽圓片。
即使是封裝行業，中國企業與國際先進水平依然存在差距。根據中國半導體協會統計，中國大陸封裝業2013年全年收入為1098.85億元，約合180億美元，比上年增長6.1%;其中本土企業總收入為190.6億元，占中國10大封裝企業全部收入442.9億元的43.03%，占整個封裝業收入的17.35%。具備先進封裝技術(3維封裝)的僅江蘇新潮科技1家。中國至今尚無法製造超過1200個以上Bumping引擎的高密度積體電路封裝，技術水平與國際上相差5年以上。
目前，歐美、日韓等先進國家和地區都將印刷電子技術視為未來電子產業發展的革命性解決方案，投入大量人力物力進行相關材料、器件、工藝技術與設備的研究開發，以拓展印刷電子在通訊、器件、工藝技術與設備的研究開發，以拓展印刷電子在通訊、新能源、信息顯示、RFID、各類感測器等民用和軍事領域的套用。目前，柔性電子晶片技術是我國在電子晶片產業發展難得的歷史性機遇。其一，在該技術領域世界上還沒有一個國家和地區擁有絕對技術優勢，其二，其生產設備（印刷電子技術、新型納米壓印等）的投資遠遠低於傳統矽晶片生產所需的投入，僅需幾十至上百萬美元的投入即可以超低價格進行生產。目前，關於柔性晶片技術的基本發展狀況是：韓國日本（以三星為代表）大力推動柔性OLED顯示產品（手機螢幕和電視等）並取得了巨大成功，在柔性顯示領域處於相對先進水平，在非顯示柔性晶片領域並未有明顯優勢。美國主要還是繼續鞏固發展其領先的矽晶片產業。歐洲（主要是英國和德國）雖然側重柔性印刷電子晶片技術，但困於資金、市場規模小、社會保守、更新緩慢等問題，發展後勁不足。可見，當前國際柔性電子業的布局狀況也給中國在柔性電子晶片領域的騰飛帶來難得的機遇。
國外在寬禁帶器件的研究方面技術領先，根據公開的文獻資料，SiC襯底四胞合成總柵寬為144mm的L波段功率放大器，工作電壓為65V時，輸出功率大於500W。採用源終端場板技術製作成功柵寬36mmSi襯底GaN基HEMT，漏壓偏置為60V，頻率為2.14GHz時輸出功率高達368W。採用內匹配技術，雙胞28.8mm×2GaNHEMT放大器，器件採用了柵終端場板與源終端場板相結合雙層場板結構，Vds=55V，3.45GHz時器件峰值輸出功率為550W，漏極效率為66%。國內技術水平較國外有一定的差距，較高水平是在X波段實現輸出功率14W，功率附加效率達到23%。
SiC方面，通過以上國內外情況對比，現階段國內的研究和產業雖然獲得了很大突破，但是仍有很多的問題急需解決，如襯底直徑仍然以4英寸為主、微管和缺陷密度較高等，從而限制了國產SiC襯底在國內和國際市場的份額及套用。山東大學的SiC研發基地雖然解決了4-6英寸單晶生長和加工的關鍵技術，但是目前技術成熟度低，目前的工藝線是3英寸線，可以兼容4英寸，但是6英寸加工和測試線設備尚不完備。距離工程化的水平還有差距，仍需加大設備投入。
GaN 方面，GaN射頻器件具有更高的工作頻率、更大的功率密度以及耐高溫耐輻射等優點，在軍用雷達、相控陣天線、衛星通信、民用5G移動通信等領域有很好的套用前景。2017年底，GaN射頻器件市場達到3.8億美元，法國公司Yole的報告中預測GaN射頻器件市場複合年增長率將達到22%，2023年底，RF GaN（射頻氮化鎵）市場總規模將增長3.4倍。GaN基功率開關器件在電源逆變器、馬達驅動等領域也有巨大優勢，Yole預測到2020年，整體市場規模可能達到6億美元。
在美國國內有數十所大學都在從事THz的研究工作，特別是美國重要的國家實驗室，都在開展THz科學技術的研究工作。美國國家基金會（NSF）、國家航空航天局（NASA）、能源部（DOE）和國家衛生學會（NIH）等從90年代中期開始對THz科技研究進行大規模的投入。如太空梭表面隔熱材料THz成像檢測系統、THz 雷達、安檢系統、環境監測設備等。歐洲的一些國家相繼建立THz 科學研究機構，已取得了較大進展。英國的Rutherford國家實驗室，劍橋大學、里茲大學、Strathclyde等十幾所大學，德國的若干所大學，都積極開展THz研究工作。歐洲國家還利用歐盟的資金組織了跨國家的多學科參加的大型合作研究項目。在俄羅斯國家科學院專門設立了一個THz研究計畫，IAP，IGP及一些大學也都在積極開展THz研究工作。日本於2005年公布了日本國十年科技戰略規劃，提出十項重大關鍵技術，將THz列為首位。東京大學、京都大學、大阪大學、東北大學、福井大學以及各公司都大力開展THz的研究與開發工作。特別在THz通信方面取得了重要進展，研發出120GHz 毫米波無線通信系統和300GHz～400GHz的無線通信系統。
在底層的光器件以及光晶片領域，中國無論是光無源器件還是光有源器件，高端的關鍵晶片技術仍然掌握在外國公司手中，使國內的高端器件生產受到嚴重製約。在世界排名前十的光器件廠商中，中國只有光迅科技一家入圍，位居第五，整體實力與國外巨頭相比有較大差距。在高端高器件上，中外差距尤為明顯。近年來中國大規模建設100G網路，將100G商用提到了更高的層次，並正式開啟了100G市場未來的“黃金十年”。根據OVUM發布的報告，100G光設備在2013年全球銷售收入就已經超過10G和40G光設備，達到24億美元；2018年將達到67億美元，超過10G和40G光設備總和的兩倍。在100G光器件領域，中國廠商供應商占比很小。在短距離100G市場，有光迅科技、旭創科技、海信寬頻等中國供應商，長距離產品市場巨大，國內幾乎空白。在晶片領域，製造100G CFP光模組的核心——25G電吸收調製雷射器（EML）晶片，國產率為零，而EML晶片在整個光器件和光模組的製造中占大比重。目前EML晶片供應商主要有德國的HHI，美國的Neophotonics和日本的Sumitomo。國外已經有光器件巨頭購併電IC廠家強化領先優勢，但中國還沒有很好的電IC廠家。
