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“集成芯片前沿手艺科学基础”重大研究妄想面向国家高性能集成电路的重大战略需求，聚焦集成芯片的重大基础问题，通过对集成芯片的数学基础、信息科学要害手艺和工艺集成物理理论等领域的攻关，增进我国芯片研究水平的提升，为生长芯片性能提升的新路径提供基础理论和手艺支持。
一、科学目的
本重大研究妄想面向集成芯片前沿手艺，聚焦在芯粒集成度（数目和种类）大幅提升带来的全新问题，拟通过集成电路科学与工程、盘算机科学、数学、物理、化学和质料等学科深度交织与融合，探索集成芯片剖析、组合和集成的新原理，并从中生长出一条基于自主集成电路工艺提升芯片性能1-2个数目级的新手艺路径，作育一支有国际影响力的研究步队，提升我国在芯片领域的自主立异能力。
二、焦点科学问题
本重大研究妄想针对集成芯片在芯粒数目、种类大幅提升后的剖析、组合和集成难题，围绕以下三个焦点科学问题睁开研究：
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探寻集成芯片和芯粒的笼统数学形貌要领，构建重大功效的集成芯片到芯粒的映射、仿真及优化理论。
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探索芯粒集成度大幅提升后的集成芯片设计要领学，研究多芯互连系统结构和电路、结构布线要领等，支持百芯粒/万核级规模集成芯片的设计。
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明晰三维结构下集成芯片中电-热-力多物理场的相互耦合机制，构建芯粒标准的多物理场、多界面耦合的快速、准确的仿真盘算要领，支持3D集成芯片的设计和制造。
三、2024年度资助的研究偏向
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基于上述科学问题，以总体科学目的为牵引，2024年度拟围绕以下研究偏向优先资助探索性强、具有原创性思绪、提出新手艺路径的申请项目：
1. 芯粒剖析组合与可复用设计要领。
研究集成芯片和芯粒的形式化形貌，剖析-组合理论及建模要领，研究盘算/存储/互连/功率/传感/射频等芯粒的可复用设计要领。
2. 多芯粒并行处置惩罚与互连架构。
研究面向2.5D/3D集成的高算力、可扩展架构，盘算/存储/通讯等芯粒间的互连网络及容错机制，多芯异构的编译工具链等。
3. 集成芯片多场仿真与EDA。
研究面向芯粒标准的电-热-力耦合多物理场盘算要领与快速仿真工具，面向集成芯片的综合/结构/布线自动化设计工具，集成芯片的可测性设计等。
4. 集成芯片电路设计手艺。
研究面向2.5D/3D集成的高速、高能效串行/并行、射频/无线、硅光接口电路，大功率集成芯片的电源治理电路与系统等。
5. 集成芯片2.5D/3D工艺手艺。
研究大尺寸硅基板（Interposer）的制造手艺，高密度、高可靠的2.5D/3D集成工艺、质料等，万瓦级芯片的散热要领，光电集成封装工艺等。
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基于本重大研究妄想的焦点科学问题，以总体科学目的为牵引，2024年拟优先资助前期研究效果积累较好、交织性强、对总体科学目的有较大孝顺的申请项目：
1．缓存一致性与存储系统。
研究异构多芯粒系统的缓存一致性机制，探索集成芯片的多级缓存架构、可扩展的存储治理机制以及基于片上网络的访存优化战略与效劳质量（QoS）优化机制。构建芯粒间的缓存一致性访存行为级模子，支持≥2种异构芯粒（CPU、GPU等）间的缓存一致性，CPU总核数≥256，≥7种缓存行的稳固状态，典范延迟＜200个周期，并开源功效验证模拟器。
2. 芯粒剖析和组合优化要领。
针对端-边-云等盘算场景，研究芯粒剖析和组合优化理论，探索芯粒的函数化体现方法，建设重大应用到芯粒的映射，研究映射的稳固性和鲁棒性理论，形成完整芯�？饨峁挂�。相比定制化设计性能损失小于20%，芯粒间功效冗余度不凌驾20%，形身剖析组合工具并开源。
3. 多光罩集成芯片的结构布线要领。
以最小化硅基板制造光罩层数、跨光罩互连数等为目的，研究多光罩集成芯片的自动化结构布线要领，探索TSV/互连线/深槽电容工艺与设计协同优化要领，实现支持≥4倍光罩面积尺寸，百芯粒量级总互连线数≥105的集成芯片结构布线EDA工具并开源。
4. 集成芯片的可测试性设计要领。
研究高可测试性、即插即用和低开销的集成芯片测试总线架构，突破因可视察引脚受限导致的瓶颈，探索集成芯片的条理化测试调理和故障诊断等手艺，实现可测试性设计EDA工具并开源，互连故障笼罩率≥99%，测试架构硬件开销≤5%。
5. 高能效的芯�；チザ瞬⑿薪涌诘缏�。
研究高能效、高密度的2.5D并行互毗连口电路手艺。探索高能效收发机电路、宽调谐规模的时钟天生电路；面向多种互连标准、差别信道，研究信号编码、平衡电路的可重构手艺；研究极低发射电压摆幅下的抗噪声手艺。实现单线最高速率≥32Gb/s，最佳能效≤0.5pJ/bit，兼容NRZ/PAM的互连并行接口电路，并开源仿真模子。
6. 面向芯粒标准的多场仿真算法与求解器。
研究面向芯粒集成工艺的电-热-力耦合模子，探索集成芯片要害结构、质料与界面的多物理场模拟数值要领，实现盘算网格自动剖分，开发跨标准的多场仿真求解器并开源，盘算精度和实验效果误差规模小于10%。
7. 大尺寸硅基板制造手艺及翘曲模子和应力优化。
研究大尺寸硅基板（Interposer）制造手艺，构建晶圆级翘曲模子及应力优化要领，探索高密度、高深宽比的硅通孔（TSV）、深沟槽电容（DTC）等制造工艺的应力效应机制，实现≥4倍光罩面积尺寸的硅基板制备，并实现深沟槽电容、硅通孔等工艺流程后的12英寸晶圆翘曲值不凌驾200μm。建设晶圆级翘曲剖析及展望模子，开发应力优化仿真工具并开源。
8. 三维集成高效散热质料与结构。
探索多热门强耦合状态下的热漫衍特征与高效热输运机制，异质散热新质料集成与界面热输运调控要领，微通道散热器的结构设计与强化换热要领。面向万瓦级3D集成芯片系统，实现芯粒3D堆叠单�？楣β省�2000W，层数≥3层，最高热流密度≥1000W/cm2。完成多标准热门展望与热漫衍仿真工具、高效热治理设计工具并开源。
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今年度拟遴选具有重大应用价值和优异研究基础的研究偏向举行集成资助，详细研究偏向如下：
1．异构盘算三维集成芯片。
研究三维集成芯片的跨条理协同设计要领，探索异构芯粒的�？榛楹嫌胗呕�，验证笔直供电架构与电路、硅基板自动化结构布线、高密度芯粒-晶圆键合等要害手艺。研制可重用有源硅基板（Active Interposer），三维堆叠界面峰值通讯带宽≥1Tbps。实现异构盘算三维集成芯片原型，至少包括CPU、存储、存算等4种以上芯粒，异构芯粒总数≥16，总存储≥512Mb，总算力≥100TOPS，在自主工艺上实现异构盘算能效高于同算力10nm以下GPU/NPU芯片水平。完成集成芯片在智能机械人、边沿盘算等场景中的应用验证。
四、项目遴选的基来源则
�。ㄒ唬┫该芪平沟憧蒲侍�，注重需求及应用配景约束，勉励原创性、基础性和交织性的前沿探索。
�。ǘ┯畔茸手芄唤饩黾尚酒煊蛞κ忠漳烟�，并具有应用远景的研究项目，要求项目效果在该重大研究妄想框架内开源。
�。ㄈ┲氐阒С窒钅坑哂杏乓斓难芯炕『颓捌诨�，对总体科学目的有直接孝顺与支持，并勉励研究机构与企业团结申请。
五、2024年度资助妄想
拟资助培育项目15项左右，直接用度的平均资助强度约为80万元/项，资助限期为3年，培育项目申请书中研究限期应填写“2025年1月1日-2027年12月31日”；拟资助重点支持项目8项左右，直接用度的平均资助强度约为300万元/项，资助限期为4年，重点支持项目申请书中研究限期应填写“2025年1月1日-2028年12月31日”；拟资助集成项目1项，直接用度的平均资助强度约为1500万元，资助限期为4年，集成项目申请书中研究限期应填写“2025年1月1日－2028年12月31日”。
六、申请要求及注重事项
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本重大研究妄想项目申请人应当具备以下条件：
1. 具有承�；⊙芯靠翁獾穆睦�；
2. 具有高级专业手艺职务（职称）。
在站博士后研究职员、正在攻读研究生学位以及无事情单位或者所在单位不是依托单位的职员不得作为申请人举行申请。
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执行《2024年度国家自然科学基金项目指南》“申请划定”中限项申请划定的相关要求。
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申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2024年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2024年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。
1. 本重大研究妄想项目实验无纸化申请。申请书提交日期为2024年5月30日－2024年6月5日16时。
�。�1）申请人应当凭证科学基金网络信息系统中重大研究妄想项目的填报说明与撰写提要要求在线填写和提交电子申请书及附件质料。
�。�2）本重大研究妄想旨在细密围绕焦点科学问题，对多学科相关研究举行战略性的偏向指导和优势整合，成为一个项目集群。申请人应凭证本重大研究妄想拟解决的详细科学问题和项目指南宣布的拟资助研究偏向，自行制订项目名称、科学目的、研究内容、手艺蹊径和响应的研究经费等。
�。�3）申请书中的资助种别选择“重大研究妄想”，亚类说明选择“培育项目”“重点支持项目”或“集成项目”，附注说明选择“集成芯片前沿手艺科学基础”，受理代码选择T02，并凭证申请项目的详细研究内容选择不凌驾5个申请代码。
培育项目和重点支持项目的相助研究单位均不得凌驾2个，集成项目相助研究单位不得凌驾4个。
�。�4）申请人在申请书起始部分应明确说明申请切合本项目指南中的资助研究偏向（写明指南中的研究偏向序号和响应内容），以及对解决本重大研究妄想焦点科学问题、实现本重大研究妄想科学目的的孝顺。
若是申请人已经肩负与本重大研究妄想相关的其他科技妄想项目，应当在申请书正文的“研究基础与事情条件”部分叙述申请项目与其他相关项目的区别与联系。
2. 依托单位应当凭证要求完成依托单位允许、组织申请以及审核申请质料等事情。在2024年6月5日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件质料，并于6月6日16时前在线提交本单位项目申请清单。
请有意申报的学院和西席尽快与科学手艺处王先生、韩先生（89733253）联系，务必凭证通知要求准备质料并在6月3日16时前完成系统填报。
3. 其他注重事项。
�。�1）为实现重大研究妄想总体科学目的和多学科集成，获得资助的项目认真人应当允许遵守相关数据和资料治理与共享的划定，项目执行历程中应关注与本重大研究妄想其他项目之间的相互支持关系。
�。�2）为增强项目的学术交流，增进项目群的形成和多学科交织与集成，本重大研究妄想将每年举行1次资助项目的年度学术交流会，并将未必期地组织相关领域的学术钻研会�；褡手钅咳险嫒擞幸逦窦尤氡局卮笱芯客胫傅甲易楹椭卫硎虑樽樗橹纳鲜鲅踅涣髟硕�。
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