未來產(chǎn)業(yè)涵蓋了 6 個(gè)大的產(chǎn)業(yè)方向，范圍廣泛，涉及眾多領(lǐng)域。為了幫助地方政府和企業(yè)在研究未來產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)時(shí)能夠精準(zhǔn)把握重點(diǎn)，中投顧問從未來產(chǎn)業(yè)中精心篩選出了 20 個(gè)商業(yè)價(jià)值最大的關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)包括合成生物學(xué)技術(shù)、第三代疫苗技術(shù)、生物育種技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)等，它們?cè)卺t(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、健康等多個(gè)領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力和商業(yè)價(jià)值。

中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的一系列關(guān)于關(guān)鍵技術(shù)的研究報(bào)告，詳細(xì)闡述了這些技術(shù)的各個(gè)方面。報(bào)告內(nèi)容涵蓋技術(shù)的基本原理、發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域、研發(fā)機(jī)構(gòu)以及未來發(fā)展趨勢(shì)等。

立即訪問我們“產(chǎn)業(yè)研究大腦”系統(tǒng)獲取報(bào)告，解鎖《未來產(chǎn)業(yè)中商業(yè)價(jià)值最大的20項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)分析報(bào)告》！

高端芯片技術(shù)作為現(xiàn)代科技的核心驅(qū)動(dòng)力，其研發(fā)進(jìn)程深刻影響著全球科技競(jìng)爭格局。在這一領(lǐng)域，眾多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入大量資源，憑借深厚的技術(shù)積累與持續(xù)創(chuàng)新，不斷突破技術(shù)瓶頸，引領(lǐng)高端芯片技術(shù)邁向新高度。以下將對(duì)全球范圍內(nèi)在高端芯片技術(shù)研發(fā)中具有突出影響力的機(jī)構(gòu)進(jìn)行介紹。

一、學(xué)術(shù)科研機(jī)構(gòu)

中國科學(xué)院

中國科學(xué)院在高端芯片技術(shù)研究方面成績斐然，無論是論文總數(shù)還是高引用率論文數(shù)量均位居全球榜首。2018 - 2023 年間，發(fā)表超 14300 篇與芯片相關(guān)論文，其中高引用率文章達(dá) 3400 多篇 。其研究領(lǐng)域廣泛，在神經(jīng)形態(tài)計(jì)算和碳基微芯片等前沿方向成果豐碩。神經(jīng)形態(tài)計(jì)算模擬人腦神經(jīng)元和突觸工作方式，有望大幅提升芯片運(yùn)算效率與智能水平，為人工智能發(fā)展注入新動(dòng)力；碳基微芯片研究則探索以碳材料替代傳統(tǒng)硅基材料，突破現(xiàn)有芯片制程物理極限，推動(dòng)芯片向更小尺寸、更低功耗、更高性能發(fā)展。

中國科學(xué)院大學(xué)

作為科研人才培養(yǎng)與科研工作開展的重要陣地，中國科學(xué)院大學(xué)在芯片技術(shù)研究領(lǐng)域同樣表現(xiàn)出色，在論文總數(shù)和高引用率榜單中均位列第二。該校在神經(jīng)形態(tài)計(jì)算和設(shè)備、石墨烯材料結(jié)構(gòu)分析等領(lǐng)域成果顯著。在神經(jīng)形態(tài)計(jì)算設(shè)備研究中，通過優(yōu)化硬件架構(gòu)與算法，提升設(shè)備對(duì)復(fù)雜任務(wù)的處理能力；對(duì)石墨烯材料結(jié)構(gòu)深入分析，挖掘其在芯片制造中的獨(dú)特電學(xué)、力學(xué)性能，為開發(fā)基于石墨烯的新型芯片提供理論支撐與技術(shù)路徑，助力提升芯片性能與可靠性。

清華大學(xué)

清華大學(xué)在高端芯片技術(shù)研發(fā)方面實(shí)力強(qiáng)勁，尤其在深度學(xué)習(xí)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域成績突出。2023 年，團(tuán)隊(duì)研制出新款憶阻器存算一體芯片，該芯片將存儲(chǔ)和計(jì)算功能融合，打破傳統(tǒng)馮?諾依曼架構(gòu)下存儲(chǔ)與計(jì)算分離導(dǎo)致的 “存儲(chǔ)墻” 瓶頸，大幅提升數(shù)據(jù)處理速度與能效比，為人工智能、大數(shù)據(jù)處理等對(duì)算力需求極高的應(yīng)用場(chǎng)景提供更高效解決方案。頂尖 “芯片建筑師” 孫楠 2020 年歸國后，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在清華開展研發(fā)工作，四年多來成功研發(fā) 50 多款頂尖芯片，進(jìn)一步增強(qiáng)了清華在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力與技術(shù)儲(chǔ)備。

電子科技大學(xué)

電子科技大學(xué)在芯片技術(shù)研究方面成果眾多，在論文發(fā)表總數(shù)排行榜上位列第四 。該校與華為合作開發(fā)新型超高速芯片，有望將電子戰(zhàn)速度提高一倍，顯著提升相關(guān)軍事裝備與電子系統(tǒng)的性能；在量子芯片構(gòu)建方面也取得重要進(jìn)展，成功研制出氮化鎵量子光源芯片，為量子計(jì)算技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。量子芯片作為未來計(jì)算領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)，其研發(fā)突破將帶來計(jì)算能力的指數(shù)級(jí)提升，改變信息處理和科學(xué)計(jì)算的現(xiàn)有模式。

南京大學(xué)

南京大學(xué)在芯片鐵磁性研究方面持續(xù)取得進(jìn)展，其團(tuán)隊(duì) 2018 年發(fā)表在《自然》雜志上的相關(guān)論文，在 2018 - 2023 年期間成為芯片領(lǐng)域被引用次數(shù)最多的論文（引用次數(shù)達(dá) 2043 次） 。芯片鐵磁性研究對(duì)于開發(fā)高性能磁性存儲(chǔ)芯片、自旋電子學(xué)芯片等具有重要意義，能夠提升芯片存儲(chǔ)密度、降低能耗，推動(dòng)存儲(chǔ)技術(shù)與芯片計(jì)算性能的進(jìn)一步提升，滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)海量數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)與快速讀取的需求。

北京大學(xué)

北京大學(xué)在高端芯片技術(shù)領(lǐng)域不斷取得突破。2025 年 2 月，團(tuán)隊(duì)報(bào)道了世界首例低功耗二維環(huán)柵晶體管（2D GAAFET），并研制出高性能低功耗二維環(huán)柵邏輯器件 。該器件可利用現(xiàn)有加工技術(shù)制造芯片，無需硅材料，這對(duì)于受美國制裁影響、在先進(jìn)硅基晶體管制造方面受限的中國芯片產(chǎn)業(yè)而言，提供了新的技術(shù)路徑與發(fā)展方向。同月，北大領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)公布新型 100 千兆赫芯片，該芯片利用光而非電來同步處理器，有望開啟高速人工智能計(jì)算、下一代通信和遙感的新未來，在提升計(jì)算速度的同時(shí)，降低信號(hào)傳輸延遲，滿足未來高速通信與復(fù)雜計(jì)算場(chǎng)景的需求。

法國國家科學(xué)研究中心

法國國家科學(xué)研究中心是歐洲重要科研機(jī)構(gòu)，在芯片設(shè)計(jì)和制造研究領(lǐng)域排名靠前 。其科研人員在半導(dǎo)體材料、芯片制造工藝等方面開展深入研究，如對(duì)新型半導(dǎo)體材料特性探索，為開發(fā)高性能、低功耗芯片提供材料基礎(chǔ)；在芯片制造工藝優(yōu)化方面，通過改進(jìn)光刻、蝕刻等關(guān)鍵工藝，提高芯片制造精度與良品率，推動(dòng)芯片制造技術(shù)向更高水平發(fā)展，在國際芯片技術(shù)研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

新加坡國立大學(xué)

新加坡國立大學(xué)在芯片技術(shù)研究方面也有一定建樹，尤其在高引用率論文數(shù)量方面表現(xiàn)突出 。該校研究團(tuán)隊(duì)聚焦芯片散熱、芯片與系統(tǒng)集成等實(shí)際應(yīng)用問題，通過研發(fā)新型散熱材料與結(jié)構(gòu)，解決芯片在高算力運(yùn)行下的過熱問題，保障芯片性能穩(wěn)定；在芯片與系統(tǒng)集成研究中，優(yōu)化芯片與周邊電路、設(shè)備的連接與協(xié)同工作方式，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性與運(yùn)行效率，為芯片技術(shù)在實(shí)際產(chǎn)品中的應(yīng)用提供技術(shù)支持與解決方案。

二、企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)

英偉達(dá)（NVIDIA）

英偉達(dá)創(chuàng)立于 1993 年，是人工智能計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè) 。1999 年發(fā)明圖形處理器 GPU，徹底改變計(jì)算機(jī)圖形處理方式，此后持續(xù)創(chuàng)新，在游戲、數(shù)據(jù)中心、汽車等多領(lǐng)域廣泛布局。其產(chǎn)品組合豐富，涵蓋繪圖處理器、芯片組及相關(guān)軟件等。在高端芯片技術(shù)研發(fā)上，不斷推出先進(jìn) GPU 架構(gòu)，如 Hopper 架構(gòu)的 H100 GPU（4nm 制程），單卡算力達(dá) 60TFLOPS（FP8），為 AI 大模型訓(xùn)練、科學(xué)計(jì)算等提供強(qiáng)大算力支持；推出的用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的 Orin 芯片（7nm），算力高達(dá) 254TOPS，可實(shí)時(shí)處理大量傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)環(huán)境感知與決策控制，推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)從 L2 向 L4 及更高級(jí)別發(fā)展，是推動(dòng)高端芯片技術(shù)在多領(lǐng)域應(yīng)用創(chuàng)新的關(guān)鍵力量。

英特爾（Intel）

英特爾是全球知名芯片制造商，長期主導(dǎo) x86 架構(gòu) CPU 市場(chǎng) 。在高端芯片研發(fā)方面，憑借深厚技術(shù)積累與龐大研發(fā)投入，不斷提升芯片性能。如至強(qiáng)鉑金 8480（Sapphire Rapids，10nm 制程），集成 AVX - 512 指令集，顯著提升矩陣運(yùn)算效率，成為數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算等領(lǐng)域核心算力來源，支撐大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜科學(xué)計(jì)算等任務(wù)；在制程工藝上不斷探索突破，雖在先進(jìn)制程競(jìng)爭中面臨挑戰(zhàn)，但仍積極研發(fā)新技術(shù)，如在芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)、散熱技術(shù)等方面持續(xù)創(chuàng)新，致力于保持在高端芯片市場(chǎng)的競(jìng)爭力，推動(dòng) CPU 性能不斷提升，滿足日益增長的計(jì)算需求。

三星（Samsung）

三星在芯片領(lǐng)域全面布局，涵蓋存儲(chǔ)芯片、邏輯芯片等 。在高端芯片制造方面，具備先進(jìn)制程工藝能力，如率先量產(chǎn) 3nm 制程芯片，采用全環(huán)繞柵極技術(shù)，提升芯片性能與能效比；在存儲(chǔ)芯片研發(fā)上，不斷提升存儲(chǔ)密度與讀寫速度，其研發(fā)的高帶寬內(nèi)存（HBM）技術(shù)，大幅提高芯片數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算等對(duì)數(shù)據(jù)快速存取的需求；在邏輯芯片設(shè)計(jì)方面，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備開發(fā)高性能芯片，如 Exynos 系列處理器，集成先進(jìn)圖形處理、人工智能計(jì)算等功能，提升移動(dòng)設(shè)備整體性能與用戶體驗(yàn)，在全球芯片市場(chǎng)占據(jù)重要地位。

臺(tái)積電（TSMC）

臺(tái)積電是全球最大的專業(yè)集成電路制造服務(wù)公司，在高端芯片制造工藝方面處于領(lǐng)先地位 。通過持續(xù)投入研發(fā)，不斷推進(jìn)制程工藝進(jìn)步，量產(chǎn) 7nm、5nm 甚至 3nm 制程芯片。其采用極紫外光刻（EUV）等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)線條雕刻，使芯片晶體管密度大幅提升，如 5nm 制程晶體管密度達(dá) 1.7 億 /mm2，為蘋果、英偉達(dá)等眾多芯片設(shè)計(jì)公司提供高質(zhì)量芯片制造服務(wù)，助力客戶開發(fā)高性能芯片產(chǎn)品。在先進(jìn)封裝技術(shù)方面也不斷創(chuàng)新，如 2.5D/3D 封裝、Chiplet 技術(shù)等，提升芯片集成度與性能，是保障高端芯片從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)全球高端芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要支撐作用。

華為海思

華為海思作為華為旗下芯片設(shè)計(jì)公司，在高端芯片研發(fā)方面取得眾多成果 。面對(duì)外部制裁壓力，積極探索技術(shù)創(chuàng)新與突破。麒麟系列芯片在手機(jī)處理器市場(chǎng)表現(xiàn)出色，集成高性能 CPU、GPU、NPU 等模塊，具備強(qiáng)大計(jì)算能力、圖形處理能力與人工智能運(yùn)算能力，為華為手機(jī)提供流暢使用體驗(yàn)與豐富智能功能；在 5G 通信芯片領(lǐng)域，巴龍系列基帶芯片支持高速 5G 網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速傳輸，推動(dòng) 5G 技術(shù)在手機(jī)等終端設(shè)備的廣泛應(yīng)用；受制裁影響后，轉(zhuǎn)向 Chiplet 與射頻集成等方向研發(fā)，麒麟 9000S（7nm + Chiplet）實(shí)現(xiàn)國產(chǎn) EDA 全流程設(shè)計(jì)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的技術(shù)韌性與創(chuàng)新能力，為中國芯片產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

這些學(xué)術(shù)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)，憑借各自的技術(shù)專長、創(chuàng)新能力與資源優(yōu)勢(shì)，在高端芯片技術(shù)的不同領(lǐng)域、不同環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，共同推動(dòng)高端芯片技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，塑造全球芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。隨著技術(shù)競(jìng)爭加劇與市場(chǎng)需求變化，各機(jī)構(gòu)將繼續(xù)加大研發(fā)投入，探索前沿技術(shù)，在高端芯片技術(shù)這場(chǎng)沒有硝煙的競(jìng)賽中，不斷突破邊界，為科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)注入源源不斷的動(dòng)力 。