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近年來高品質(zhì)鋼種開發(fā)和高效連鑄技術(shù)的快速進(jìn)步，對(duì)結(jié)晶器過程在線監(jiān)控技術(shù)提出了更高的要求，在連鑄坯質(zhì)量控制、事故預(yù)報(bào)、工藝優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和連鑄機(jī)設(shè)化等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。本團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了具有特色的系列核心技術(shù)，包括結(jié)晶器傳熱與鑄坯凝固進(jìn)程實(shí)時(shí)計(jì)算、結(jié)晶器過程數(shù)值模擬并行計(jì)算方法、連鑄坯-保護(hù)渣-結(jié)晶器多維可視化、連鑄坯縱裂紋在線預(yù)報(bào)等。

一、項(xiàng)目分類 顯著效益成果轉(zhuǎn)化 二、技術(shù)分析 在“秸稈生物質(zhì)炭土壤改良-炭基肥生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)”(中國(guó)石化行業(yè)協(xié)會(huì),2017)基礎(chǔ)上，發(fā)展秸稈專業(yè)化收集模式和移動(dòng)式就地炭化還田等配套模式，將鄉(xiāng)村秸稈、糞污和綠化廢棄物協(xié)同炭化處理并高值物質(zhì)提取利用，新開發(fā)出炭基土壤健康調(diào)理劑和炭基營(yíng)養(yǎng)液體肥，構(gòu)成炭基復(fù)合肥、炭基融合肥、炭基摻混肥等類型的固體炭基肥，生物富硒葉面調(diào)理劑、炭基鐵鋅營(yíng)養(yǎng)肥、炭基液體復(fù)合肥等液體噴施肥，以及固碳、營(yíng)養(yǎng)和抗逆功能的炭基土壤調(diào)理劑拋撒肥等的生物質(zhì)炭產(chǎn)品系列，集成為農(nóng)產(chǎn)品綠色循環(huán)生產(chǎn)的”一炭三肥”（生物質(zhì)炭與炭基有機(jī)肥、炭基復(fù)合肥、炭基液體肥），形成“固碳改土、促生強(qiáng)根、營(yíng)養(yǎng)優(yōu)質(zhì)” 的健康生態(tài)農(nóng)業(yè)體系，通過產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、專家工作站和揭榜掛帥等形式，示范落地到合作社、肥料企業(yè)、村鎮(zhèn)政府，2020-2021年在南京溧水區(qū)、六合區(qū)的炭基健康水稻收到增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的顯著成效，既可服務(wù)于碳中和農(nóng)業(yè)，又直接推進(jìn)鄉(xiāng)村振興。 主要技術(shù)特點(diǎn)： （1）生物質(zhì)無廢循環(huán)，熱解炭化養(yǎng)分循環(huán)率平均65%以上，有機(jī)碳循環(huán)率70%以上； （2）固碳減排：每噸生物質(zhì)平均固碳減排0.6噸CO2當(dāng)量； （3）每年增加土壤有機(jī)質(zhì)0.1 g/kg以上, 減少化肥10-15%； （4）增產(chǎn)5-25%，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提升10-20%； （5）炭基肥適合拋撒，炭基液體肥適合水肥一體化。

近年來，隨著我國(guó)人口老齡化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的進(jìn)程逐漸加快，加上慢性感染、不健康生活方式、環(huán)境暴露等原因，我國(guó)癌癥發(fā)病仍處于逐漸上升態(tài)勢(shì)。根據(jù)國(guó)家癌癥中心2020年度工作報(bào)告，胃癌和結(jié)直腸癌在男性癌癥發(fā)病排名中位于第三和第四，而在女性癌癥發(fā)病排名中排名第三和第五。根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(International Agency For Research On Cancer)編制的GLOBOCAN 2020癌癥發(fā)病率和死亡率估計(jì)，肺癌仍然是癌癥死亡的主要原因，估計(jì)有180萬人死亡(18%)，其次是結(jié)直腸癌(9.4%)、肝癌(8.3%)、胃癌(7.7%)和女性乳腺癌(6.9%)[2]。所以胃腸道疾病的早期篩查仍是衛(wèi)生部防治工作的重要任務(wù)。而目前將氣體傳感器集成到內(nèi)窺鏡，實(shí)現(xiàn)腸道監(jiān)控的實(shí)時(shí)監(jiān)控的相關(guān)設(shè)備和研究還未見報(bào)道。 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)：本項(xiàng)目主要從事腸道監(jiān)控用氣體傳感器器件、無線傳輸及相關(guān)無線互連電子技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化，核心技術(shù)體現(xiàn)在三個(gè)方面：1) 氣體敏感材料的選擇及制備；2) 氣體傳感器的設(shè)計(jì)和開發(fā)；3) 傳感器與內(nèi)窺鏡探頭的集成、加工、測(cè)試和封裝的能力。 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)： （1）制備出形貌可控的ZnO或WO3與石墨烯的復(fù)合材料； （2）制備出可低溫檢測(cè)（80 oC）、靈敏度高、脫附時(shí)間<200s的石墨烯基氣體傳感器； （3）實(shí)現(xiàn)器件與內(nèi)窺鏡探頭集成，克服人體環(huán)境對(duì)傳感器精度的影響。

針對(duì)有機(jī)溶劑回收中具有的成分復(fù)雜、組分多等特征，項(xiàng)目開發(fā)了萃取-共沸精餾、萃取-反應(yīng)-催化精餾等系列集成工藝技術(shù)。利用開發(fā)的分子設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出環(huán)境友好的分離溶劑，為工業(yè)生產(chǎn)提供更優(yōu)的選擇。同時(shí)開發(fā)的集成分離工藝技術(shù)，可有效提高有機(jī)溶劑的分離效率，降低分離能耗。項(xiàng)目獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)。

本項(xiàng)目針對(duì)國(guó)內(nèi)高端光電子器件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀問題，自主研制Tb/s級(jí)以上 PDM-16QAM的硅基大規(guī)模陣列集成相干光接收芯片。根據(jù)本研究組在硅基集成光電子器件、偏振控制器件、光混頻器等方面的建模仿真、制備測(cè)試基礎(chǔ)，依托“先進(jìn)電子材料與器件”校級(jí)平臺(tái)的先進(jìn)半導(dǎo)體加工能力，制備了高偏振消光比的偏振分束器、偏振旋轉(zhuǎn)器，高相位精度的90度混頻器，大帶寬高響應(yīng)度的探測(cè)器陣列，高效硅基芯片-光纖耦合，以及可調(diào)光功率衰減器。 通過本項(xiàng)目的實(shí)施，在硅基光接收集成芯片、高端光電子器件及其大規(guī)模集成的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域有所突破，建立關(guān)鍵工藝技術(shù)與器件標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，形成硅基光電子器件標(biāo)準(zhǔn)加工工藝流程，實(shí)現(xiàn)高端光電子器件的自主制備,改變了我國(guó)硅基光電子器件技術(shù)無償?shù)叵驀?guó)外轉(zhuǎn)移的歷史，縮短我國(guó)光子集成技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，提升我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。部分成果獲得2014年度上海市發(fā)明二等獎(jiǎng)。

基于CMOS工藝，設(shè)計(jì)了大量射頻、毫米波收發(fā)機(jī)和頻率源芯片； CMOS 90nm 60GHz 接收機(jī)芯片，集成片上天線，傳輸效率優(yōu)于IBM芯片90%； CMOS 90nm 21dBm 60GHz功率放大器，性能優(yōu)于Hittite商用GaAs芯片； CMOS 60GHz 移相器芯片，為開發(fā)毫米波相控陣芯片奠定良好基礎(chǔ)；

本實(shí)用新型公開了用于集成電路的靜電放電觸發(fā)電路，通過在電路中設(shè)置由 NOMS  晶體管和 PMOS  晶體管組成的反相器、 BigFET  晶體管、低閾值電壓 NMOS  晶體管使電路實(shí)現(xiàn)釋放靜電放電電流（ ESD ）的功能，且在電路中采用 NMOS  晶體管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電容器，在能夠有效的釋放靜電放電（ ESD ）電流的同時(shí)，避免使用比較大的電阻和電容而帶來的浪費(fèi)芯片面積的問題。同時(shí)采用低閾值 MOS  管，使 BigFET  柵上的電荷快速泄放干凈，沒有漏電產(chǎn)生。

本項(xiàng)目研究集 成了柑桔、㈱猴桃、番茄冷鏈物流保鮮關(guān)鍵技術(shù)5套；制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程5項(xiàng); 冷鏈物流全程智能化監(jiān)控系統(tǒng)1套。在重慶柑橘主產(chǎn)區(qū)奉節(jié)、萬州、江津、開 縣等產(chǎn)區(qū)建立了多個(gè)示范點(diǎn)；建成節(jié)能保鮮示范庫(kù)3座，冷鏈物流示范線2條， 商品處理生產(chǎn)線2條。指導(dǎo)中、晩熟柑桔貯藏2. 2萬噸，輻射推廣柑桔貯藏13. 6 萬噸；奧林達(dá)夏橙、鮑威爾臍橙、塔羅科血橙等晩熟柑桔冷鏈貯運(yùn)保鮮效果達(dá) 到90天，腐爛率5%左右，果實(shí)品質(zhì)好、貨架期可達(dá)30天；每噸晩熟柑桔物流保 鮮后增值800-1000元。狒猴桃冷鏈物流保鮮技術(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)應(yīng)用11萬噸，保鮮 期可達(dá)150-180天，果實(shí)腐爛率低于10%,每噸果實(shí)可增值1000-1500元。

本成果針對(duì)鎂合金生產(chǎn)與應(yīng)用過程中的關(guān)鍵問題，成功開發(fā)了鎂合金目標(biāo) 產(chǎn)品的集成應(yīng)用技術(shù)和循環(huán)利用技術(shù)，打通了目標(biāo)產(chǎn)品的合金開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 材料加工、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品應(yīng)用和合金廢料返回利用的整個(gè)技術(shù)鏈條和循環(huán)過程。 主要?jiǎng)?chuàng)新成果為：1）發(fā)明了一批高品質(zhì)鎂合金。2）開發(fā)和發(fā)明了高質(zhì)量鑄造產(chǎn) 品高效環(huán)保加工技術(shù)和成套的型材擠壓技術(shù)，成功制備了世界上最大規(guī)格的中 空型材；大幅度提高了鑄件的成品率。3）首次創(chuàng)新開發(fā)了 “重質(zhì)夾雜逆向自凈 化”的“反向"過濾技術(shù)和成套裝備，攻克了過濾精煉能力快速衰減的國(guó)際難題。 4）建立了鎂合金材料及產(chǎn)品服役性能數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)了專家預(yù)測(cè)系統(tǒng)及先進(jìn)的鎂 產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)系統(tǒng)，建成了國(guó)內(nèi)外第一個(gè)綜合性的“鎂合金材料替換設(shè)計(jì)及產(chǎn)品 應(yīng)用技術(shù)開發(fā)平臺(tái)"，解決了鎂產(chǎn)品推廣應(yīng)用中新材料和新產(chǎn)品脫節(jié)的瓶頸問題。 成功開發(fā)了 200余款（種）鎂合金及鑄造產(chǎn)品、300多種規(guī)格高品質(zhì)鎂合金 管型材和兩大系列鎂合金氣體保護(hù)熔鑄和廢鎂回收再生裝備，已在1000多萬輛 汽車得到成功應(yīng)用，并已成功裝備軌道交通工具及軍工關(guān)鍵裝備上。節(jié)能效益非 常明顯，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

隨著支配半導(dǎo)體技術(shù)數(shù)十年的摩爾定律日益接近其發(fā)展極限，多種功能器件集成被認(rèn)為是超越摩爾定律延續(xù)集成電路發(fā)展進(jìn)程的重要途徑之一，這就需要能夠滿足多種功能器件高密度集成的制造技術(shù)。多元兼容集成制造技術(shù)就是為此而開發(fā)的，該技術(shù)通過在更大范圍內(nèi)優(yōu)選結(jié)構(gòu)/功能材料組合，開發(fā)異質(zhì)集成制造工藝，大大拓展了功能微器件創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制造的騰挪空間。經(jīng)過多年探索，目前已形成了涵蓋金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料的MEMS異質(zhì)異構(gòu)制造技術(shù)體系，并在多種類型功能器件研發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，初步展現(xiàn)了其基礎(chǔ)性支撐作用，相關(guān)技術(shù)獲得2016年度上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。 微系統(tǒng)集成發(fā)展趨勢(shì) 多元兼容集成制造技術(shù)  獲獎(jiǎng)情況 上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2016年團(tuán)隊(duì)獲獎(jiǎng) 國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2008年 上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)2007年 超薄超快高熱流密度微通道散熱器 上海交通大學(xué)團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)期研究經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了不同高熱導(dǎo)率材料組合構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)微通道散熱器設(shè)計(jì)方案，并基于多元兼容集成制造技術(shù)完成了多種尺寸樣品研制，其中，熱源面積與常用功率芯片尺度相當(dāng)?shù)某∩崞骼鋮s能力達(dá)到800W/cm2以上，在保留傳統(tǒng)微通道散熱器良好系統(tǒng)兼容性和適用性的基礎(chǔ)上達(dá)到了相當(dāng)高的散熱能力水平，為解決高功率芯片系統(tǒng)超高熱流密度散熱問題提供了一個(gè)深具可行性的解決方案。 高溫薄膜溫度傳感器研究  發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室等極端惡劣環(huán)境下（高溫、強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)腐蝕等）的工作參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)傳感器技術(shù)是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)外研究廣泛。交大團(tuán)隊(duì)基于特種材料微納集成制造技術(shù)的長(zhǎng)期積累，在高溫絕緣薄膜材料、多層薄膜應(yīng)力調(diào)控、曲面圖形化和高溫敏感介質(zhì)等技術(shù)上取得了一定突破，成功開發(fā)了多種可與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)共型的高溫薄膜傳感器，具有體積小、環(huán)境擾動(dòng)小、響應(yīng)快、靈敏度高、可分布式安置等優(yōu)點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)掌握了溫度、應(yīng)力/應(yīng)變、熱流等多種高溫狀態(tài)參數(shù)測(cè)量技術(shù)，適用溫度在800-1300℃之間。 薄膜絕緣電阻隨溫度的變化及測(cè)試結(jié)構(gòu) 高溫薄膜溫度傳感器制造及曲面圖形化技術(shù) 薄膜溫度傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位測(cè)溫需求 無線溫度傳感器測(cè)溫系統(tǒng) 高性能轉(zhuǎn)接板 基于轉(zhuǎn)接板的多芯片封裝是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是傳統(tǒng)的硅轉(zhuǎn)接板性價(jià)比不高，阻礙了廣泛應(yīng)用。上海交大團(tuán)隊(duì)基于非硅微加工技術(shù)的長(zhǎng)期積累，突破了硅轉(zhuǎn)接板絕緣層完整性和再分布層熱隔離的難題，成功研制了漏電流極低的低成本高性能硅轉(zhuǎn)接板。此外，還開發(fā)了復(fù)合材料非硅轉(zhuǎn)接板，TCV陶瓷轉(zhuǎn)接板，TGV玻璃轉(zhuǎn)接板等各種三維封裝基板，實(shí)驗(yàn)室能夠針對(duì)不同類型器件三維高密度封裝的具體要求，定制開發(fā)不同功能的專用轉(zhuǎn)接板，為多功能、高密度、高功率、低成本封裝提供個(gè)性化解決方案。 TSV-3D 高密度封裝概念圖  金屬-聚合物-納米復(fù)合材料非硅基轉(zhuǎn)接板實(shí)物圖片