2025年3月9日至12日，國(guó)際微電子器件與技術(shù)領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議IEEE Electron Devices Technology and Manufacturing Conference (EDTM 2025)在中國(guó)香港成功舉辦。本次會(huì)議上，我院王凱（Kai Wang）教授課題組共有5篇論文入選，其中4篇獲邀作口頭報(bào)告，1篇以海報(bào)形式展示。

課題組參會(huì)老師和同學(xué)合影

成果豐碩，彰顯科研實(shí)力

本次入選的5篇論文聚焦新型光電傳感器件、離子檢測(cè)等方向，覆蓋了微電子器件領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題。

王凱教授受邀進(jìn)行主題為“CMOS Compatible Spike Vision Sensor”的邀請(qǐng)報(bào)告，該研究提出了一種兼容CMOS工藝的脈沖視覺傳感器（Spike Vision Sensor），可實(shí)現(xiàn)低功耗、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)視覺感知。傳統(tǒng)視覺系統(tǒng)在處理日益復(fù)雜的計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)時(shí)，面臨高能耗和計(jì)算資源受限的問(wèn)題，而脈沖視覺傳感器通過(guò)仿生的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN）架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高效的邊緣計(jì)算和智能感知?；赑D-MOS器件，通過(guò)光生體偏置效應(yīng)優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了視網(wǎng)膜并行通路像素電路，實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的脈沖編碼。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)在低照度條件下仍具備高靈敏度，并可動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖頻率，以適應(yīng)不同的環(huán)境光強(qiáng)。此外，結(jié)合SNN進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，傳感器能直接對(duì)視覺信號(hào)進(jìn)行智能分類和模式識(shí)別，顯著降低了傳統(tǒng)圖像傳感器的數(shù)據(jù)冗余和功耗。本研究為新一代智能視覺系統(tǒng)提供了低功耗、高效計(jì)算的解決方案，在自動(dòng)駕駛、安防監(jiān)控、機(jī)器人視覺等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用潛力。憑借其創(chuàng)新性與技術(shù)突破性，受到與會(huì)專家的高度關(guān)注與熱烈討論。

王凱教授受邀進(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告

課題組博士生周舟以“Pixelated Germanium-on-Silicon Photodetector with High Responsivity for Short Wavelength Infrared Imaging”為題作口頭報(bào)告。該工作提出了一種基于鍺硅（Ge-on-Si）材料的新型探測(cè)器GePD-MOS，通過(guò)器件結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，仿真實(shí)現(xiàn)了高靈敏度（103 A/W @1310 nm）和寬光譜響應(yīng)（至1.9 μm），并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試進(jìn)一步驗(yàn)證了其高響應(yīng)度的特性。隨后結(jié)合5T-APS像素電路，成功驗(yàn)證了器件在SWIR成像應(yīng)用中的可行性。該研究突破了傳統(tǒng)InGaAs/InP探測(cè)器的高成本與CMOS不兼容的限制，為低成本、高性能SWIR成像提供了新方案，表明GePD-MOS在自動(dòng)駕駛、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用潛力。

課題組碩士生趙皓霖以“A Multi-Ion Sensing System on a Chip with Edge Computing Capability”為題作口頭報(bào)告。該工作提出了一種集成邊緣計(jì)算能力的多離子傳感系統(tǒng)芯片（SoC），可實(shí)時(shí)檢測(cè)水中鈣、鎂、鈉、鉀四種離子濃度。通過(guò)固態(tài)接觸離子選擇電極（SC-ISE）實(shí)現(xiàn)多離子檢測(cè)，結(jié)合雙柵極薄膜晶體管（TFT）信號(hào)放大電路，顯著降低環(huán)境干擾；基于多層感知器（MLP）原理，設(shè)計(jì)3T2C矩陣乘法電路陣列，直接在芯片上完成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前向推理，避免信號(hào)傳輸誤差。該研究為實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供了高效解決方案，為環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)廢水處理等應(yīng)用場(chǎng)景開辟了新方向。

課題組碩士生陳強(qiáng)以“Dual-Gate Thin-Film Transistor-Based Multi-Parameter Sensor for Comprehensive Water Quality Monitoring in Aquatic Environments”為題作口頭報(bào)告。該研究提出了一種基于雙柵極薄膜晶體管（DG-TFT）的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)檢測(cè) pH、溶解氧（DO）和溫度。相比傳統(tǒng)離散式傳感器，該系統(tǒng)體積小、集成度高，并通過(guò)溫度補(bǔ)償算法提升測(cè)量精度，滿足動(dòng)態(tài)水環(huán)境監(jiān)測(cè)需求。設(shè)計(jì)玻璃基芯片并制備測(cè)試，確保數(shù)據(jù)采集的高穩(wěn)定性和高靈敏度。結(jié)合 STM32 微控制器及 LabVIEW 可視化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能數(shù)據(jù)處理，顯著提升了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性。該研究可為水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境監(jiān)測(cè)和工業(yè)廢水處理等應(yīng)用提供低成本、高集成度的解決方案。

課題組研究生分享其研究成果

圓滿收官，砥礪前行

IEEE EDTM是微電子器件與制造技術(shù)領(lǐng)域的風(fēng)向標(biāo)會(huì)議，本次課題組成果的集中亮相，不僅是對(duì)團(tuán)隊(duì)科研能力的認(rèn)可，也為后續(xù)技術(shù)轉(zhuǎn)化與合作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

王凱教授課題組致力于先進(jìn)傳感器芯片的研發(fā)與應(yīng)用。研究方向包括X射線探測(cè)器、CMOS圖像傳感器、神經(jīng)形態(tài)電路與系統(tǒng)、可穿戴傳感及機(jī)器觸覺和人機(jī)交互技術(shù)等。