關于發布集成芯片前沿技術科學基礎
重大研究計劃2026年度項目指南的通告

國科金發計〔2026〕11號

　　國家自然科學基金委員會現發布集成芯片前沿技術科學基礎重大研究計劃2026年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

 

國家自然科學基金委員會

2026年1月26日

 

集成芯片前沿技術科學基礎重大研究計劃

2026年度項目指南

 

“集成芯片前沿技術科學基礎”重大研究計劃面向國家高性能集成電路的重大戰略需求，聚焦集成芯片的重大基礎問題，通過對集成芯片的數學基礎、信息科學關鍵技術和工藝集成物理理論等領域的攻關，促進我國芯片研究水平的提升，為發展芯片性能提升的新路徑提供基礎理論和技術支撐。

一、科學目標

本重大研究計劃面向集成芯片前沿技術，聚焦在芯粒集成度（數量和種類）大幅提升帶來的全新問題，擬通過集成電路科學與工程、計算機科學、數學、物理、化學和材料等學科深度交叉與融合，探索集成芯片分解、組合和集成的新原理，并從中發展出一條基于自主集成電路工藝提升芯片性能1－2個數量級的新技術路徑，培養一支有國際影響力的研究隊伍，提升我國在芯片領域的自主創新能力。

二、核心科學問題

本重大研究計劃針對集成芯片在芯粒數量、種類大幅提升后的分解、組合和集成難題，圍繞以下三個核心科學問題展開研究：

（一）芯粒的數學描述和組合優化理論。

探尋集成芯片和芯粒的抽象數學描述方法，構建復雜功能的集成芯片到芯粒的映射、仿真及優化理論。

（二）大規模芯粒并行架構和設計自動化。

探索芯粒集成度大幅提升后的集成芯片設計方法學，研究多芯互連體系結構和電路、布局布線方法等，支撐百芯粒/萬核級規模集成芯片的設計。

（三）芯粒尺度的多物理場耦合機制與界面理論。

明晰三維結構下集成芯片中電-熱-力多物理場的相互耦合機制，構建芯粒尺度的多物理場、多界面耦合的快速、精確的仿真計算方法，支撐3D集成芯片的設計和制造。

三、2026年度資助的研究方向

（一）重點支持項目。

基于本重大研究計劃的核心科學問題，以總體科學目標為牽引，2026年擬優先資助前期研究成果積累較好、交叉性強、對總體科學目標有較大貢獻的申請項目：

1.?晶圓級的光互連架構與集成芯片。

面向晶圓級計算，探索晶圓尺度超大算力集成芯片上芯粒間光互連架構，研究集成光器件、互連驅動電路、中介層（interposer）光波導集成工藝、光電融合互連架構的跨層次協同設計方法。實現≥8吋的晶圓級光互連集成芯片，芯粒間光互連帶寬密度≥10Tbps/mm2，晶上光傳輸距離≥150mm，并開源晶圓級光電融合互連架構仿真工具。

2.?下一代高帶寬存儲（HBM）多層超薄3D堆疊集成技術。

面向下一代高帶寬存儲集成的發展趨勢，探索20層以上芯片堆疊的系統-工藝協同設計方法，研究支持D2D/D2W、混合鍵合/微凸點交織的集成工藝流程，揭示35μm以下超薄芯粒鍵合的熱-電-翹曲演變規律。開發層數≥20層的堆疊鍵合工藝，實現多層超薄堆疊原型。

3.?二維材料存儲的三維異質集成芯片。

研究硅芯粒與二維芯粒的三維異質集成技術，開發硅-二維界面高密度垂直互連工藝和電路，揭示三維集成工藝對二維材料與器件的良率與可靠性影響。實現三維異質集成的二維（存儲陣列）-硅（外圍電路）堆疊存儲原型芯片，二維存儲陣列規模≥100Kb，堆疊界面的垂直接觸點密度≥10⁴/mm²。

4.?硅工藝兼容的二維材料單片集成技術。

研究硅材料層與二維材料層間集成技術，開發硅后道工藝兼容的低溫二維器件制備與跨層互連方法。在≥8吋的硅平臺上開發二維材料垂直順序集成工藝，互連層數≥4，晶體管密度≥10000個/mm²，實現基于二維-硅CFET技術的邏輯電路模塊，至少包括反相器、與非門及或非門，邏輯電路模塊的最低靜態功耗≤0.1pW。

5.?集成芯片全生命周期故障預測和可靠性管理方法。

針對異構芯粒三維芯片的制造時和運行時故障場景，研究TSV、混合鍵合等關鍵互連結構的故障機理，構建電-熱-力耦合失效和性能故障理論模型，研究故障檢測與定位方法。實現基于溫度、電壓等傳感器的運行時熱點和翹曲預測模型并開源，分鐘級預測精度≥90%。開發自適應任務重映射和調度框架，在單芯粒性能退化50%情況下，系統端到端吞吐率大于無故障性能的70%。

6.?面向非同源多芯粒集成芯片的編譯優化方法。

針對非同源芯粒集成時，不同編譯器組合導致的性能開銷和分布式存儲引入的非對稱訪存瓶頸，探索集成芯片的時間-空間協同的算子分配與芯粒間數據流映射優化方法，研究計算圖級、算子級、瓦片級等不同層次的協同編譯。實現至少支持3種非同源芯粒的編譯優化工具并開源，較基于TVM/CUDA智能芯片編譯器的大語言模型推理性能提高50%以上。

7.?基于射頻電路重構的感通算集成芯片。

研究支持頻率、幅度、相位多維屬性的射頻計算理論，構建射頻感知/通信/計算的芯粒，探索將射頻通信鏈路擴展為射頻感知與特征提取的感算全通路的重構方法。實現≥10個芯粒的射頻重構集成芯片原型，針對低空等場景實現信號感知、數據通信與實時計算的融合，射頻重構感通算系統相較于傳統射頻收發/模數轉換/計算處理總能效比提升2個數量級，數據延時≤100ns。

（二）集成項目。

1.?異構計算3.5D集成芯片。

面向大模型在端側的新應用場景，研究基于2.5D/3D混合（3.5D）的CPU+NPU異構集成芯片的設計方法，探索熱-電耦合感知的多層DRAM芯粒與計算芯粒3D鍵合的跨層次協同設計方法，研制面向通用/專用計算芯粒的可2.5D拓展的有源硅中介層，并在其中驗證2.5D/3D互連接口、垂直供電電路與中介層布局布線工具，實現3.5D異構計算集成芯片原型，集成國產CPU、NPU、DRAM等3種以上芯粒，異構芯粒總數≥36，總存儲≥4GB，三維堆疊界面峰值通信帶寬≥2Tbps，總算力≥200TOPS。3.5D異構集成芯片原型在十億級視覺-語言-控制具身智能模型的驗證場景中，token吞吐率較主流邊緣側GPU提升一個數量級。

2.?百芯粒級大規模集成芯片。

面向下一代AI for Science 超算CPU需求，研究和驗證大規模集成芯片體系架構與基礎關鍵技術。研究支持SRAM、DRAM等多種存儲類型的分布式存儲架構、容錯片上網絡架構、芯粒間一致性互連協議，突破百芯粒大尺寸基板設計、供電、散熱等關鍵技術并驗證電-熱-力仿真、翹曲模型、仿真平臺等工具。研制高性能CPU芯粒和IO芯粒，實現集成芯片原型，提供通用、科學計算、AI推理3種算力，自主通用算力核SPEC2006分數不低于10分/GHz，支持FP64和FP16浮點混合精度，浮點算力高于超前兩代工藝主流CPU芯片，芯粒數量≥100。集成芯片原型在第一性原理精度分子動力學模擬應用中速度相比超前兩代工藝的主流CPU芯片提升1個數量級。

3.?三維集成芯片的工藝測量原理與技術。

面向異質異構三維集成芯片的工藝的無損測量需求，探索晶圓平整度、深通孔金屬沉積、鍵合對位偏差等測量方法原理與成像技術，對集成芯片在高功率服役環境中的熱-機械-電耦合失效進行有效預測和定位，實現多模態包括光譜、X射線、聲波等聯用。實現晶面表面分辨率達到10nm，無損三維表征極限分辨率達到200nm，支持節距≤5μm混合鍵合界面的原位成像，成像分辨率≤0.5μm，可進行原位加熱、器件供電條件下的微觀檢測，具備因界面態與體缺陷導致電路故障的測試能力。實現集成工藝測量的原型系統，與自主三維集成工藝產線聯用。

四、項目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學問題，注重需求及應用背景約束，鼓勵原創性、基礎性和交叉性的前沿探索。

（二）優先資助能夠解決集成芯片領域關鍵技術難題，并具有應用前景的研究項目，要求項目成果在該重大研究計劃框架內開源，鼓勵重點項目在申請內容中明確開源指標。

（三）重點支持項目應具有良好的研究基礎和前期積累，對總體科學目標有直接貢獻與支撐，并鼓勵研究機構與企業聯合申請。

五、2026年度資助計劃

擬資助重點支持項目不超過6項，直接費用的平均資助強度約為280萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2027年1月1日－2030年12月31日”；擬資助集成項目3項，其中指南方向“1.異構計算3.5D集成芯片”和“2.百芯粒級大規模集成芯片”直接費用的平均資助強度約為1500萬元，指南方向“3.三維集成芯片的工藝測量原理與技術”的資助強度約為1200萬元，資助期限為4年，集成項目申請書中研究期限應填寫“2027年1月1日－2030年12月31日”。

六、申請要求及注意事項

（一）申請條件。

本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

1. 具有承擔基礎研究課題的經歷；

2. 具有高級專業技術職務（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的科學技術人員不得作為申請人進行申請。

（二）限項申請規定。

執行《2026年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

（三）申請注意事項。

申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2026年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2026年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2026年3月1日－2026年3月20日16時。

（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統（以下簡稱“信息系統”）中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“重點支持項目”或“集成項目”，附注說明選擇“集成芯片前沿技術科學基礎”，受理代碼選擇T02，并根據申請項目的具體研究內容選擇不超過5個申請代碼。

重點支持項目的合作研究單位不得超過2個，集成項目合作研究單位不得超過4個。集成項目主要參與者必須是項目的實際貢獻者，合計人數不超過9人。

（4）申請人在申請書起始部分應明確說明申請符合本項目指南中的資助研究方向(寫明指南中的研究方向序號和相應內容)，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃科學目標的貢獻。

如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作，于2026年3月20日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料，并于3月21日16時前在線提交本單位項目申請清單。未按時提交項目清單的申請將不予接收。

3. 其他注意事項。

（1）為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定，項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

（2）為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學術交流會，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動，并認真開展學術交流。

（四）咨詢方式。

國家自然科學基金委員會交叉科學部交叉科學二處

聯系電話：010-62329489

來源：國家自然科學基金委員會

平臺介紹:

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