电源模块作为电子设备的“心脏”，其小型化、集成化发展广受学术界和产业界关注。电源集成化发展的终极目标，是将电源控制逻辑电路与电容、电感等无源器件集成于同一芯片，以实现完整的电源功能（即单芯片电源，PwrSoC）。然而，目前的半导体技术难以将高性能的无源器件集成在小面积的芯片上，这成为了实现单芯片电源主要瓶颈。

针对上述问题，湖南大学半导体学院（集成电路学院）徐思行副教授团队提出了一种基于MEMS技术的电容-电感（L-C）单片集成新思路。他们研发了硅基三维高深宽比复合微电极技术，可以在制造低阻抗MEMS电感线圈的同时，还能通过选择性刻蚀工艺将其转变为多孔电容器电极，从而提供超高性能密度的电化学电容。基于该技术成功地实现了MEMS L-C集成芯片，其电容/电感密度相较于传统解决方案分别提升了2个和1个数量级，为突破单芯片电源的瓶颈问题提供了全新解决方案。

MEMS L-C集成芯片相关概念、实物照片以及性能指标。

这一成果以“Monolithic MEMS L-C Chip with Ultrahigh Performance Densities for PwrSoC Applications”为题，被国际电子器件会议 (International Electron Device Meeting, IEDM 2024)接收，并于12月10日在美国旧金山做口头会议报告。

IEDM是全球半导体器件领域最具影响力的学术会议，被誉为集成电路行业的“奥林匹克”。自1954年创办以来，IEDM成为了世界领先的技术和工艺发布平台，每年12月汇集来自全球的主要科研机构与半导体公司，如Intel、IBM、台积电等，展示最前沿的技术突破和研究成果，许多重要的工艺节点（如28nm、14nm、7nm等）都在IEDM会议上有详细发布。尤其是近些年来，国际上微电子领域的主要进展，几乎都是在IEDM会议上首先发布。

硕士生石展鹏在大会上做口头报告。

论文的共同第一作者为物电院硕士生石展鹏和半导体院博士生周纪勇，通讯作者为半导体学院徐思行副教授、廖蕾教授，以及清华大学集成电路学院王晓红教授。

近日徐思行副教授团队另一项重要成果也被国际微机电系统领域学术会议IEEE MEMS 2025接收为口头报告（Oral）论文（Oral论文占全部接收论文的24%），将于2025年1月在台湾高雄的第38届IEEE MEMS会议上报告这一最新研究成果。

来源：半导体学院

实习编辑：罗立丹

责任编辑：周丹