廣東省科學院半導體研究所依托其材料外延與微納加工平臺，在晶圓鍵合技術研究中持續探索。針對第三代氮化物半導體材料的特性，科研團隊著重分析不同鍵合溫度對 2-6 英寸晶圓界面結合強度的影響。通過調節壓力參數與表面預處理方式，觀察鍵合界面的微觀結構變化，目前已在中試規模下實現較為穩定的鍵合效果。研究所利用設備總值逾億元的科研平臺，結合材料分析儀器，對鍵合后的晶圓進行界面應力測試，為優化工藝提供數據支持。在省級重點項目支持下，團隊正嘗試將該技術與外延生長工藝結合，探索提升半導體器件性能的新路徑，相關研究成果已為后續應用奠定基礎。該所針對不同厚度晶圓，研究鍵合過程中壓力分布的均勻性調控方法。上海直接晶圓鍵合工藝

MEMS麥克風制造依賴晶圓鍵合封裝振動膜。采用玻璃-硅陽極鍵合（350℃@800V）在2mm2腔體上形成密封，氣壓靈敏度提升至-38dB。鍵合層集成應力補償環，溫漂系數<0.002dB/℃，131dB聲壓級下失真率低于0.5%，滿足車載降噪系統需求。三維集成中晶圓鍵合實現10μm間距Cu-Cu互連。通過表面化學機械拋光（粗糙度<0.3nm）和甲酸還原工藝，接觸電阻降至2Ω/μm2。TSV與鍵合協同使帶寬密度達1.2TB/s/mm2，功耗比2D封裝降低40%，推動HBM存儲器性能突破。中山晶圓級晶圓鍵合代工晶圓鍵合助力拓撲量子材料異質結構建與性能優化。

晶圓鍵合開創量子安全通信硬件新架構。磷化銦基量子點與硅波導低溫鍵合生成糾纏光子對，波長精確鎖定1550.12±0.01nm。城市光纖網絡中實現MDI-QKD密鑰生成速率12Mbps（400km），攻擊抵御率100%。密鑰分發芯片抗物理攻擊能力通過FIPS140-3認證，支撐國家電網通信加密。晶圓鍵合推動數字嗅覺腦機接口實用化。仿嗅球神經網絡芯片集成64個傳感單元，通過聚吡咯/氧化鋅異質鍵合實現氣味分子振動模式識別。帕金森患者臨床顯示：早期嗅功能衰退預警準確率98.7%，較傳統診斷提前。神經反饋訓練系統改善病情進展速度40%，為神經退行性疾病提供新干預路徑。

晶圓鍵合重構海水淡化技術范式。氧化石墨烯-聚酰胺納米通道鍵合使脫鹽率突破99.99%，反沖洗周期延長至90天。紅海浮動平臺實測：單日淡水產量1.5萬噸，能耗降至2.3kWh/m3。自修復結構修復率達98%，耐海水腐蝕性提升10倍。模塊化陣列支持萬噸級水廠建設，為迪拜世博園提供90%生活用水。晶圓鍵合推動基因合成工業化。百萬級微反應腔陣列實現DNA單堿基分辨投遞，準確率99.999%。疫苗開發中完成刺突蛋白基因單日合成，研發周期壓縮72小時。華大基因生產線月通量突破50億堿基，成本降至$0.001/堿基。生物安全開關模塊防止基因泄漏，為合成生物學提供合規制造平臺。晶圓鍵合推動磁存儲器實現高密度低功耗集成。

全固態電池晶圓鍵合解除安全魔咒。硫化物電解質-電極薄膜鍵合構建三維離子高速公路，界面阻抗降至3Ω·cm2。固態擴散反應抑制鋰枝晶生長，通過150℃熱失控測試。特斯拉4680電池樣品驗證，循環壽命超5000次保持率90%，充電速度提升至15分鐘300公里。一體化封裝實現電池包體積能量密度900Wh/L，消除傳統液態電池泄露風險。晶圓鍵合催生AR眼鏡光學引擎。樹脂-玻璃納米光學鍵合實現消色差超透鏡陣列，視場角擴大至120°。梯度折射率結構校正色散，MTF@60lp/mm>0.8。微軟HoloLens3采用該技術，鏡片厚度減至1mm，光效提升50%。智能調焦單元支持0.01D精度視力補償，近視用戶裸眼體驗增強現實。真空納米壓印工藝支持百萬級量產。晶圓鍵合是生物微流控系統實現高精度流體操控的基礎。山西共晶晶圓鍵合加工

晶圓鍵合提升微型燃料電池的界面質子傳導效率。上海直接晶圓鍵合工藝

研究所針對晶圓鍵合技術的規模化應用開展研究，結合其 2-6 英寸第三代半導體中試能力，分析鍵合工藝在批量生產中的可行性。團隊從設備兼容性、工藝重復性等角度出發，對鍵合流程進行優化，使其更適應中試生產線的節奏。在 6 英寸晶圓的批量鍵合實驗中，通過改進對準系統，將鍵合精度的偏差控制在較小范圍內，提升了批次產品的一致性。同時，科研人員對鍵合過程中的能耗與時間成本進行評估，探索兼顧質量與效率的工藝方案。這些研究為晶圓鍵合技術從實驗室走向中試生產搭建了橋梁，有助于推動其在產業中的實際應用。上海直接晶圓鍵合工藝