全固態(tài)電池晶圓鍵合解除安全魔咒。硫化物電解質(zhì)-電極薄膜鍵合構(gòu)建三維離子高速公路，界面阻抗降至3Ω·cm2。固態(tài)擴(kuò)散反應(yīng)抑制鋰枝晶生長(zhǎng)，通過(guò)150℃熱失控測(cè)試。特斯拉4680電池樣品驗(yàn)證，循環(huán)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(shí)現(xiàn)電池包體積能量密度900Wh/L，消除傳統(tǒng)液態(tài)電池泄露風(fēng)險(xiǎn)。晶圓鍵合催生AR眼鏡光學(xué)引擎。樹脂-玻璃納米光學(xué)鍵合實(shí)現(xiàn)消色差超透鏡陣列，視場(chǎng)角擴(kuò)大至120°。梯度折射率結(jié)構(gòu)校正色散，MTF@60lp/mm>0.8。微軟HoloLens3采用該技術(shù)，鏡片厚度減至1mm，光效提升50%。智能調(diào)焦單元支持0.01D精度視力補(bǔ)償，近視用戶裸眼體驗(yàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。真空納米壓印工藝支持百萬(wàn)級(jí)量產(chǎn)。晶圓鍵合為MEMS聲學(xué)器件提供高穩(wěn)定性真空腔體密封解決方案。天津精密晶圓鍵合代工

研究所針對(duì)晶圓鍵合技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用開(kāi)展研究，結(jié)合其 2-6 英寸第三代半導(dǎo)體中試能力，分析鍵合工藝在批量生產(chǎn)中的可行性。團(tuán)隊(duì)從設(shè)備兼容性、工藝重復(fù)性等角度出發(fā)，對(duì)鍵合流程進(jìn)行優(yōu)化，使其更適應(yīng)中試生產(chǎn)線的節(jié)奏。在 6 英寸晶圓的批量鍵合實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)改進(jìn)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，將鍵合精度的偏差控制在較小范圍內(nèi)，提升了批次產(chǎn)品的一致性。同時(shí)，科研人員對(duì)鍵合過(guò)程中的能耗與時(shí)間成本進(jìn)行評(píng)估，探索兼顧質(zhì)量與效率的工藝方案。這些研究為晶圓鍵合技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向中試生產(chǎn)搭建了橋梁，有助于推動(dòng)其在產(chǎn)業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用。浙江熱壓晶圓鍵合加工廠晶圓鍵合提升功率器件散熱性能，突破高溫高流工作瓶頸。

晶圓鍵合重構(gòu)海水淡化技術(shù)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(zhǎng)至90天。紅海浮動(dòng)平臺(tái)實(shí)測(cè)：?jiǎn)稳盏a(chǎn)量1.5萬(wàn)噸，能耗降至2.3kWh/m3。自修復(fù)結(jié)構(gòu)修復(fù)率達(dá)98%，耐海水腐蝕性提升10倍。模塊化陣列支持萬(wàn)噸級(jí)水廠建設(shè)，為迪拜世博園提供90%生活用水。晶圓鍵合推動(dòng)基因合成工業(yè)化。百萬(wàn)級(jí)微反應(yīng)腔陣列實(shí)現(xiàn)DNA單堿基分辨投遞，準(zhǔn)確率99.999%。疫苗開(kāi)發(fā)中完成刺突蛋白基因單日合成，研發(fā)周期壓縮72小時(shí)。華大基因生產(chǎn)線月通量突破50億堿基，成本降至$0.001/堿基。生物安全開(kāi)關(guān)模塊防止基因泄漏，為合成生物學(xué)提供合規(guī)制造平臺(tái)。

研究所利用人才團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)，在晶圓鍵合技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究上投入力量，探索鍵合界面的形成機(jī)制。通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬與實(shí)驗(yàn)觀察相結(jié)合的方式，分析原子間作用力在鍵合過(guò)程中的變化規(guī)律，建立界面結(jié)合強(qiáng)度與工藝參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)模型。這些基礎(chǔ)研究成果有助于更深入地理解鍵合過(guò)程，為工藝優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。在針對(duì)氮化物半導(dǎo)體的鍵合研究中，理論模型預(yù)測(cè)的溫度范圍與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了理論研究的實(shí)際意義。這種基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的模式，推動(dòng)了晶圓鍵合技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。晶圓鍵合助力空間太陽(yáng)能電站實(shí)現(xiàn)輕量化高功率陣列。

晶圓鍵合通過(guò)分子力、電場(chǎng)或中間層實(shí)現(xiàn)晶圓長(zhǎng)久連接。硅-硅直接鍵合需表面粗糙度<0.5nm及超潔凈環(huán)境，鍵合能達(dá)2000mJ/m2；陽(yáng)極鍵合利用200-400V電壓使玻璃中鈉離子遷移形成Si-O-Si共價(jià)鍵；共晶鍵合采用金錫合金（熔點(diǎn)280℃）實(shí)現(xiàn)氣密密封。該技術(shù)滿足3D集成、MEMS封裝對(duì)界面熱阻(<0.05K·cm2/W)和密封性(氦漏率<5×10?1?mbar·l/s)的嚴(yán)苛需求。CMOS圖像傳感器制造中，晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)背照式結(jié)構(gòu)。通過(guò)硅-玻璃混合鍵合（對(duì)準(zhǔn)精度<1μm）將光電二極管層轉(zhuǎn)移到讀out電路上方，透光率提升至95%。鍵合界面引入SiO?/Si?N?復(fù)合介質(zhì)層，暗電流降至0.05nA/cm2，量子效率達(dá)85%（波長(zhǎng)550nm），明顯提升弱光成像能力。

晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)聲學(xué)超材料寬頻可調(diào)諧結(jié)構(gòu)制造。東莞晶圓鍵合加工廠商

晶圓鍵合在3D-IC領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)亞微米級(jí)互連與系統(tǒng)級(jí)能效優(yōu)化。天津精密晶圓鍵合代工

研究所利用其作為中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)寬禁帶半導(dǎo)體專業(yè)委員會(huì)倚靠單位的優(yōu)勢(shì)，組織行業(yè)內(nèi)行家圍繞晶圓鍵合技術(shù)開(kāi)展交流研討。通過(guò)舉辦技術(shù)論壇與專題研討會(huì)，分享研究成果與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，探討技術(shù)發(fā)展中的共性問(wèn)題與解決思路。在近期的一次研討中，來(lái)自不同機(jī)構(gòu)的行家就低溫鍵合技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)交換了意見(jiàn)，形成了多項(xiàng)有價(jià)值的共識(shí)。這些交流活動(dòng)促進(jìn)了行業(yè)內(nèi)的技術(shù)共享與合作，有助于推動(dòng)晶圓鍵合技術(shù)的整體進(jìn)步，也提升了研究所在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響力。天津精密晶圓鍵合代工