电子设计自动化（EDA）是支撑集成电路产业的基础与工具，全球 EDA 产业被 Synopsys、Cadence 和 Mentor 这三家美国 EDA 巨头垄断，三大巨头占据我国 EDA 产业中的 95%。在华为、中兴通讯、晋华等制裁事件中，EDA 均被列入限制出口清单，是我国集成电路产业急需解决的“卡脖子”问题。随着集成电路设计规模的不断增大、先进纳米制造工艺的复杂度不断攀升、以及设计周期的不断缩短，现有 EDA 已无法满足现代集成电路设计和制造的要求。人工智能技术的突飞猛进的发展，使得集成电路设计方法学发生了颠覆性的变革，由基于传统的分析和优化技术的集成电路“辅助”设计方法学向以数据驱动机器学习为重要手段的集成电路“智能”设计方法学演变。2017 年 6 月美国国防先期研究计划局（DAPAR）的“电子复兴计划”，投资 1 亿美元资助两个 EDA 项目 IDEA 和 POSH，部署和支持机器学习的设计方法学。美国Synopsys 公司最近推出了 EDA 业界第一个基于自主人工智能的芯片设计工具 DSO.ai，美国Google 公司通过利用 Google 大脑采用人工智能技术优化芯片物理层智能设计。通过人工智能和机器学习方法实现集成电路的敏捷设计是集成电路设计方法学的未来发展趋势。

美国从联合微电子（JUMP）项目铺垫到启动实施电子复兴计划，推动着后摩尔时代微纳电子新体系前沿技术研究，技术脉络是从新材料与集成、新器件和新架构设计入手，构建后摩尔时代技术体系。本报告从材料维度、器件维度、功能维度分析异质集成技术，不同材料的独特优势，造就了不同功能器件的独特性能，这些器件通常在不同的衬底上通过不同的加工技术制造，需要跨维度异质集成技术，从平面集成向三维集成，推动化合物半导体器件、MEMS 器件、传感器等组合而成的复杂功能的电子信息集成系统的实现。本报告列出最新的国外异质集成技术进展，分析了跨维度异质集成科学问题和关键技术问题，给出了国内在射频微系统和基于“万能离子刀”的异质集成的最新进展。最后汇报在跨维度异质集成方向章节内容编写组主要人员和编写大体思路，为集成电路与光电芯片发展战略研究整个报告的完成提供支撑。

人工智能的研究和应用已经取得了突飞猛进的发展，但是运行人工智能深度神经网络算法的计算平台主要是超级计算机群（成百上千个 CPU 和 GPU）,不但需要巨大的硬件投入，而且占用的空间和消耗的能源也非常可观。受限于存储计算分离对芯片性能的限制，同时 CMOS 工艺微缩速度放缓，以及人工智能应用对计算存储需求的不断提升，当前的技术将面临诸多新的挑战。在这一背景下，人工智能的理论创新、新器件的引入变得至关重要，通过引入新原理的半导体器件，不但可以拓展芯片的功能，甚至可以颠覆传统电路理论，突破当前芯片面临的能效、速度瓶颈， 大幅提升芯片性能。

随着现代科学技术的发展，在信息、新材料、新能源及其交叉融合领域，正涌现出一批具有重大影响，能够改变科技、经济、社会格局的颠覆性技术。柔性电子是在多种学科高度交叉融合基础上产生的颠覆性科学技术，能够突破经典硅基电子学的本征局限， 可为后摩尔时代器件设计集成、能源革命、医疗技术变革等更新换代等提供创新引领， 是我国自主创新引领未来产业发展的重要战略机遇。柔性电子技术是将有机、无机材料电子器件制作在柔性、可延展性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。其中，作为柔性电子器件的“心脏”，高性能、超轻、超薄的柔性光电子微电子芯片对柔性电子器件性能起到决定性作用。因此对柔性光电子微电子芯片的基础理论探索、关键技术开发和器件集成应用等前沿领域的研究具有重要科学意义和战略价值，能够为推动柔性电子的微型化、无感化、泛在化奠定重要基础。