|遠見
|遠見閔青云選編
過去一年，全球繼續陷入「芯片荒」，國際芯片技術壁壘不斷壓低，我國芯片產業發展的外部環境日趨嚴峻復雜。黨的二十大報告提出：「以國家戰略需求為導向，聚集力量進行原創性推動性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。」國內芯片技術的突破，除了承載著我國打破西方科技霸權和突破芯片產業技術困局的雙重使命，也承載著以基礎研究賦能百業、以先進科技支撐產業升級的希望。
有鑒于此，北京交通學院-愛思維爾Chip刊物編輯部發起「Chip2022年度中國十大芯片研究進展（-C22）」評選活動，借以梳理、盤點我國芯片科研領域2022年度標志性進展，致敬和激勵我國廣大芯片科研工作者的科學熱情和奉獻精神，提高我國前沿芯片科研的大眾關注度，推動「中國芯」發展。
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-C22備選條目如下
（排行不分先后，備選進展詳情請看下文，30選10）
備選研究進展詳情：
1亞1納米載流子寬度晶體管的首次實現
復旦學院任天令和田禾團隊借助石墨烯薄膜纖薄的單原子層寬度和優異的導電性能作為基極量子通訊陣列，通過石墨烯側向電場控制垂直的碳化物溝道的開關，使等效的化學柵寬度降為0.34納米，之后通過在石墨烯表面沉積金屬鋁并使其自然氧化，完成了對石墨烯垂直方向電場的屏蔽。隨后，科研人員使用原子層沉積的二氧化鉿作為載流子介質、化學液相沉積的雙層二維碳化物作為溝道，最終完成了具有亞1納米載流子寬度的晶體管。這項工作推進了摩爾定理進一步發展到亞1納米級別，同時為二維薄膜在未來集成電路的應用提供了參考根據。該成果發表于《自然》（）刊物上。
成果原文：
2基于三維阻變儲存器存內估算宏芯片
中國科大學微電子研究所劉明團隊研制了基于三維阻變儲存器存內估算宏芯片。科研人員將多值自選通（Multi-levelself-，MLSS）三維垂直阻變儲存器與抗甩尾多位模擬輸入殘差乘（）方案相結合，實現了萊西度估算；在抗甩尾多位模擬輸入殘差乘方案基礎上提出了電壓幅值離散整形（CADS）電路用于降低讀出電壓的感知容限（SM）用于后續精確的模擬加法估算，解決了因為三維阻變儲存器陣列單元濁度波動造成的在傳統并行字線輸入原位乘累加方案下不可恢復的讀出電流失真；采用nA級操作電壓的三維垂直阻變儲存器陣列增加系統幀率，同時引入具有柵預充電開關追隨器（GPSF）的模擬乘法器與直接小電壓模數轉換器增加延時。當輸入、權重和輸出數據分別為8位、9位和22位時，位密度為58.2bitμm?2，能效為8.32TOPSW?1。與傳統方式相比，本工作提供了更確切的腦部MRI邊沿檢查和更高的CIFAR-10數據集推理精度。該成果發表于《自然?電子》（）刊物上。
成果原文：
3玻骰子奇特金屬的首次發覺和否認
電子科技學院李言榮團隊與日本布朗學院JamesM.Jr，中國科大學教授、北京學院謝心澄、王健，上海師范學院短發文和湖南學院的專家等，成功突破了費米子體系的限制，首次在玻骰子體系中誘導出奇特金屬態。該成果發表于《自然》（）刊物上。
成果原文：
4超高熱導率半導體-砷化硼自旋遷移率的精準測定
國家納米科學中心劉新風團隊聯合多倫多學院包吉明團隊和任志鋒團隊首次測定超高熱導率半導體-砷化硼的自旋遷移率。立方砷化硼高的自旋和熱自旋遷移速度，以及其超高的熱導率，表明其可以廣泛應用在光電元件、電子器件中。該研究工作理清了理論和實驗之間存在的巨大差別的具體緣由，為該材料的應用指明了方向。該成果發表表于《科學》（）刊物上。
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5憶阻器玻色取樣的量子優越性
重慶交通學院金賢敏團隊提出了一種受「憶阻器」機制所啟發的新型玻色取樣方案，稱之為「憶阻器玻色取樣」()。通過循環結構，致使相同時間塊內以及不同時間塊間的量子干涉效應可以分別獨立的記錄和剖析。每一個時間塊都包含了n個光子及m個模式，通過多次的時間復用，實驗的光子數和模式數隨重復次數N線性下降。該方案成功將隨機散射玻色取樣（）與時間自由度融合，降低了總體的估算復雜度。從原理上來說，問題的規模可以拓展到無限大。該成果發于《芯片》（Chip）刊物上。
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6單層碳化物在藍寶石上的均勻成核與外延生長
西南學院王金蘭團隊與北京學院王欣然團隊，提出了借助外延襯底高原子臺階（~1.4nm）實現單層MoS?邊沿對齊成核的新機制。基于新機制，研究團隊借助低溫固溶工藝，在藍寶石表面上獲得了均勻分布的高原子臺階，成功獲得了超過99%的單層MoS?形核，并實現了分米級的單層MoS?連續薄膜的可控生長。進一步地，制造了單層MoS?溝道的場效應晶體管元件陣列，該元件均一性得到了大幅度提高。該研究工作除了突破了大面積均勻單層MoS?的層數可控外延生長技術困局，實現了最高性能的MoS?晶體管元件，并且所提出的層數可控生長新機制有望進一步拓展至其它二維材料體系的外延生長。該成果發表于《自然》（）刊物上。
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7基于存算一體的混和預編碼
復旦學院錢鶴、吳華強團隊，Inc.以及中國聯通研究院合作，首次實現了面向5G/6GMIMO通訊系統的基于存算一體的混和預編碼。為了實現大規模MIMO混和預編碼所須要的大規模矩陣乘量子通訊陣列，該工作首次實現了128K全并行大規模模擬阻變儲存器陣列。為了解決大規模陣列中的IR-drop問題，該工作提出了一個緊湊模型以及相應的補償方案。為了減少混和預編碼的估算復雜性，該工作設計了一種新的與CIM兼容的模擬預編碼算法框架和權重映射策略。最終，該工作實現了基于RRAM陣列的混和預編碼，其性能相對于基于FPGA的混和預編碼基本沒有增加，且有超過20倍的能效提高。該工作首次探究了基于RRAM陣列的存算通一體的可行性。該成果發表于集成電路領域頂會(IEDM)。
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8超導量子比特表面碼的重復糾錯的首次實現
中國科學技術學院潘建偉及其朋友彭承志、陸朝陽等，在祖沖之2.1超導量子處理器上實驗實現了一種由17個量子比特組成的距離為3的糾錯表面碼，首次實現表面碼的重復糾錯，這也是祖沖之號量子計算機首次實現糾錯。該成果發表于《物理評論快報》（）刊物上。
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9支持多細度稀疏的AI訓練芯片
復旦學院魏少軍、尹首一團隊在人工智能（AI）訓練芯片方向取得突破。該團隊設計的AI訓練芯片，以實現場景自適應的高能效模型訓練為目標，突破傳統AI訓練芯片學習機制和電路實現的技術局限性，為高效AI模型訓練提供了堅實的硬件基礎。該成果發表于集成電路領域頂尖刊物IEEEofSolid-State（JSSC）。
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10新型硅基光電子片上集成系統的問世
上海學院王興軍團隊和日本加洲學院圣芭芭拉中學JohnE.團隊，首次報導了由集成微腔光梳驅動的新型硅基光電子片上集成系統。研究團隊通過直接由半導體激光器泵浦集成微腔光頻梳，給硅基光電子集成芯片提供了所需的光源腦部，結合硅基光電子集成技術工業上成熟可靠的集成解決方案，完成大規模集成系統的高效并行化。該成果發表于《自然》（）刊物上。
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11元成像芯片突破光學像差困局
復旦學院戴海南、方璐團隊提出了一種集成化的元成像芯片構架(Meta-)，為解決這一百年困局開辟了一條新路徑。區別于建立完美透鏡，研究團隊另辟蹊徑，研發了一種超級傳感，記錄成像過程而非圖象本身，通過實現對非相干復雜光場的超精細感知與融合，雖然經過不完美的光學透鏡與復雜的成像環境，仍然才能實現完美的三維光學成像。團隊攻破了超精細光場感知與超精細光場融合兩大核心技術，以分布式感知突破空間帶寬積困局，以自組織融合實現多維多尺度高分辨重建，以此才能用對光線的數字調制來取代傳統光學系統中的數學模擬調制，并將其精度提高至光學衍射極限。這一技術解決了常年以來的光學像差困局，有望成為下一代通用像感器構架，而無需改變現有的光學成像系統，帶來顛覆性的變化，將應用于天文觀測，生物成像，醫療確診，聯通終端，工業測量，安防監控等領域。該成果發表于《自然》（）刊物上。
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12光致VO?非易失相變的神經形態光電傳感
中國科大學化學研究所金奎娟與中科院楊國楨團隊，提出了一種基于紫外光輻照/電解質調控VO?非易失相變的新型神經形態光電傳感，元件凸顯出良好的線性度、保持特點、硅基兼容性。研究團隊進一步完善了人工神經網路并演示了圖象辨識等功能。本研究將傳統紅外光學材料VO?的應用拓展到紫外智能光電傳感器領域，為近傳感估算/傳感內估算設計提供了新選擇。該成果發表于《自然?通信》（）刊物上。
成果原文：
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13雙層面內異質結的同步電/熱檢波
復旦學院張興、王海東與呂瑞濤合作，首次發覺雙層二維面內異質結材料可同時具有優異的電、熱檢波特點，其電檢波比可達10?，熱檢波比最高可達96%。新型二維面內異質結元件除了具有原子長度、寬帶隙、高遷移率的優點，而且在大功率工作條件下，材料熱導率順著特定方向獲得明顯提高，無需外界冷卻裝置即可急劇增加低溫熱點氣溫和熱撓度，提高元件性能、延長使用壽命。該發覺為研制新一代高性能電子芯片提供了新思路。該成果發表于《科學》（）刊物上。
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14性能倍增的場效應儲能芯片
上海理工學院麥立強團隊，提出了調制材料費米基態結構實現儲能芯片性能倍增的新思路，通過設計打造場效應儲能芯片，實現了電物理工況下材料費米面梯度的原位調控和性能提高。研究表明，通過在儲能材料中原位構建梯度費米面結構，擴寬了材料的嵌入基態。施加場效應后，離子遷移速度提升10倍，材料容量提升3倍以上。此項研究解決了費米面梯度對電物理反應影響機制不明晰的科學困局，實現了納拉面容量與反應電勢的協同提高，彌補了場效應儲能芯片領域的空白，為儲能芯片在物聯網等領域的應用奠定了科學基礎。該成果發表于Chem刊物上。
成果原文：
(22)00258-3
15第二聲衰減率的首次觀測
中國科學技術學院潘建偉、姚星燦、陳宇翱等與法國胡輝合作，首次在處于強互相作用（幺正）極限下的費米超流體中觀測到了熵波衰減的臨界發散行為，闡明了該體系存在著一個可觀的相變臨界區，并獲得了熱導率與粘滯系數等重要的輸運系數。該項工作為理解強互相作用費米體系的量子輸運現象提供了重要的實驗信息，是借助量子模擬解決重要數學問題的一個范例。該成果發表于《科學》（）刊物上。
成果原文：
16具有面內反常霍爾效應的異維超晶格結構
成都理工學院周家東、姚裕貴和臺灣神戶學院Kazu、北京學院吳孝松、南洋理工學院劉政等，開創性地借助一步物理液相沉積法(CVD)打造出不同維度的異維超晶格結構。該異維超晶格結構是由二維層狀二硫化釩(VS?)和一維支鏈硫化釩(VS)的陣列所構成的周期結構，屬于單斜對稱的C2/m空間群，該異維超晶格凸顯出溫度面內反常霍爾效應。該工作為建立不同維度超晶格結構，探求匯聚態化學新奇物性開辟了一條新的公路。該成果發表于《自然》（）刊物上。
成果原文：
17拓撲時間晶體的量子模擬的首次實現
復旦學院鄧東靈團隊與四川學院王震、王浩華團隊等，在超導系統中首次實驗實現了拓撲時間晶體的全數字化量子模擬。團隊提出了拓撲時間晶體的理論模型，并通過人工智能算法找到了數字化量子模擬拓撲時間晶體的優化方案。該研究成果實現了一種全新的非平衡物質形態，創新性地將拓撲的概念引入到時間晶體中，豐富了時間晶體的種類，展示了使用中等尺度量子芯片探求奇特量子物態的巨大潛力。該成果發表于《自然》（）刊物上。
成果原文：
18芯片上拓撲彩虹納米元件的實現
上海理工學院路翠翠、胡小永與暨南學院丁偉、孫一之等，借助無孔散射式近場光學顯微鏡技術，對合成維度光子晶體拓撲彩虹納米元件的表面電場給出了直接表征，在納米尺度芯片上實現了明顯的拓撲彩虹效應。該成果為推動拓撲光子學數學概念向光子芯片元件應用的轉化提供了思路和機會。該成果發表于《自然?通信》（）刊物上。
成果原文:
19可編程高維量子處理器
上海學院王劍威和龔旗煌等，實現了高維（dit）量子估算芯片，在大規模集成硅基光量子芯片上實現了高維量子位初始化、操作和檢測元件的單片集成，通過編程構建該量子處理器，運行了上百萬次高保真度量子操作，執行了多種重要的高維量子傅立葉變換類算法，從而證明了高維量子估算具有比二補碼量子比特（bit）編碼的量子估算更大的估算容量、更高的估算精度和更快的估算速率等明顯優勢，有望加速建立大尺度光量子計算機。該成果發表于《自然?通信》（）刊物上。
成果原文：
20膠體量子點長波紅外成像芯片
華北科技學院唐江團隊報導了國外首款量子點長波紅外成像芯片。該芯片通過硫化鉛（PbS）膠體量子點與硅基讀出電路單片集成制備而成，其象素大小為640×512，成像療效部份其性能趕超了濱松光子學株式會社（K.K.）的商用芯片。該成像芯片同步實現了像元比偵測率和響應速度的提高，同時也有望明顯減少制導致本，為長波紅外成像芯片的廣泛應用奠定了基礎。該成果發表于《自然?電子》（）刊物上。
成果原文：
21精準制造拐角單層二維材料
上海學院劉開輝、上海科技學院王竹君和中國人民學院劉燦，提出了一種「預堆疊襯底-角度復制單晶硅生長」的新策略，以二維材料中目前研究最廣泛的拐角單層石墨烯為實驗體系，實現了具有可控拐角和潔凈界面的分米級單層石墨烯制備。該方式理論上可擴充到其他二維晶體材料的拐角制備，有望為大批量可控拐角多層二維材料制備提供一種全新的低成本方案，因而為拐角電子元件在量子傳輸、光電傳感器元件、集成數據儲存等相關領域大規模應用提供基礎。該成果發表于《自然?材料》（）刊物上。
成果原文：
22高性能混頻電容器
中國科大學成都物質科學研究院固體化學研究所孟國文團隊與日本特拉華學院魏秉慶，成功研制了一種新型三維碳管網格膜，將其作為雙電荷層電容器（EDLC）電極，急劇提高了電容器的頻度響應性能以及在相應頻度下的面積比電容和容積比電容，有望作為電子元件中的高性能交流混頻電容器，為電子產品的大型化提供了新的技術路線與核心關鍵材料。該成果發表于《科學》（）刊物上。
成果原文：
23激光3D復印納米鐵電疇
上海學院張勇團隊，發展了一種新型非互易激光極化鐵電疇技術，將皮秒脈沖激光聚焦于鈣鈦礦晶體內部進行直寫，得到了納拉面寬的三維鐵電疇結構。在直寫過程中，載流子晶體在高硬度激光作用下發生多光子吸收，造成局部晶體氣溫下降，既促使氮化物晶體的局域矯頑場增加，又在晶體內部產生了一個有效電場。在兩者共同作用下，晶體內部產生一個有效區域，可以實現鐵電疇極化反轉。這一工作將皮秒激光極化技術與砷化鎵鐵電疇工程有機結合，突破了傳統技術的壁壘，首次在三維空間實現了納米鐵電疇可控制備。該成果發表于《自然》（）刊物上。
成果原文：
24「墨子號」實驗首次實現1200公里地面站間量子態遠程傳輸
中國科學技術學院潘建偉及其朋友彭承志、陳宇翱、印娟等，借助「墨子號」量子科學實驗衛星，在遠距離的量子態傳輸方面取得重要實驗進展。該實驗首次實現了月球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態遠程傳輸，向建立全球化量子信息處理和量子通訊網路邁出重要一步。該成果發表于《物理評論快報》（）刊物上。
成果原文：
01
25光的量子拓撲態操控
湖北學院宋超、王浩華、王大偉團隊等，將光的量子屬性引入拓撲光子學領域，在全新設計的超導量子芯片上首次實現了光的量子拓撲態操控，其所建立的福克態晶格詮釋了多個重要的拓撲化學模型。該成果發表于《科學》（）刊物上。
成果原文：
26基于硬度半導體的柔性熱電材料
中國科大學北京硅酸鹽研究所陳立東、仇鵬飛團隊，報告了基于AgCu(Se,S,Te)偽三元碳化物體中成份-性能相圖的高性能p型延伸性熱電材料。與其他柔性熱電材料相比，具有較高的品質質數值（300開爾文時0.45，340開爾文時0.68）。本工作進一步展示了薄而靈活的π形元件，其最大歸一化功率密度達到30μWcm?2K?2。該成果有望用于可穿戴電子設備中的柔性熱電元件。該成果發表于《科學》（）刊物上。
成果原文：
27石墨烯輔助電極轉印
中科院武漢微系統與信息技術研究所胡偉達、狄增峰等，開發出一種石墨烯輔助金屬電極轉印技術。該技術以鍺基石墨烯晶片作為預沉積襯底生長金屬電極陣列，并借助石墨烯與金屬間較弱的范德華斥力，實現了任意金屬電極陣列的無損轉移，且轉移成功率達到100%。該技術對二維材料工藝路徑進行了探求，或將推開通向二維芯片應用新世界的房門。該成果發表于《自然?電子》（）刊物上。
成果原文：
28可穿戴超低幀率可構建神經形態估算電子設備
同濟學院陳琳團隊和陳培寧團隊，提出了一種同時具有人工突觸和神經元功能的可構建神經形態網路憶阻柔性元件，可以在同一單元實現神經突觸可塑性和神經元領取功能，在減少神經元電路的復雜性方面表現出顯著的優勢。人工突觸、神經元和功能內阻被集成到一個加熱紡織系統中，用于智能體溫調節。超低幀率的紡織神經形態網路可以為智能物聯網中腦部啟發的可構建和可穿戴的神經形態估算電子設備的發展提供新方向。該成果發表于《自然?通信》（）刊物上。
成果原文：
29可構建顯存邏輯構架的二維范德華異質結元件
福建學院潘安練和李東團隊，報導了一種2D范德華異質結元件，它既可以作為可構建晶體管，也可以作為可構建非易失性儲存器，并提供可構建的顯存邏輯功能。該元件的構架被稱為部份浮柵場效應晶體管（），它具有電荷籠絡和場調節單元。本文使用該元件制造了CMOS電路，具有原位儲存的線性和非線性邏輯門，以及半加法器電路。該成果發表于《自然?電子》（）刊物上。
成果原文：
30類腦估算芯片：天機X
復旦學院施路平團隊，設計了面向智能機器人的類腦估算芯片天機X，是全球首款面向智能機器人的類腦估算芯片，并發展了構建的軟件工具鏈。在執行模型、芯片構架和軟件工具鏈和機器人系統等多個層次進行了系統性創新。研發的天機X具有高算力、低幀率、低延時和跨范式多網路異步并行等優勢，為邊沿智能和骨科學估算提供了一個高效硬件平臺和嶄新路徑。該成果發表于《科學機器人》（）刊物上。
成果原文：
投票讀者可單獨提名以上未包含的相關領域進展。請在來信中闡述所提名研究進展和來源，并發送至Chip刊物編輯部：。請將電郵主題寫為「-C22」候選提名。
謝謝您參與本次推選！最終評比結果將于近日公布，敬請期盼！
關于Chip
Chip是全球惟一聚焦芯片類研究的綜合性國際刊物，已榮獲由中國文聯、教育部、科技部、中科院等單位聯合施行的「中國科技刊物卓越行動計劃高起點新刊項目」，為科技部鼓勵發表「三類高質量論文」期刊之一。
Chip刊物由北京交通學院與集團合作出版，并與多家國內外著名學術組織展開合作，為學術大會提供高質量交流平臺。
Chip秉持出刊理念:AllAboutChip，聚焦芯片，兼容并包，借以發表與芯片相關的各科研領域尖端突破性成果，推動未來芯片科技發展。迄今為止，Chip已在其編委會匯集了來自14個國家的70名世界著名專家學者，其中包括多名中外教授及IEEE、ACM、等著名國際學會終生會士（）。
Chip第二卷第一期（2023年夏季刊）于2023年03月在愛思唯爾Chip官網以黑色開放獲取方式（GoldOpen）發布，歡迎訪問閱讀文章。
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