2025年第二届信息与智能国际会议ICAI2025电子材料特色人才培养研讨会

信息与智能技术代表着新一轮科技革命与产业变革的重要发展方向，西安电子科技大学立足学校电子信息的办学特色，创办了国际化品牌学术会议——信息与智能国际会议（ICAI），聚焦信息与智能技术中的学术前沿、人才培养、创新融合、引才聚智开展交流。第二届信息与智能国际会议ICAI2025将于2025年9月26日至29日在西安电子科技大学召开。此次会议期间（9月28日），西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院、清华大学出版社将共同承办“电子材料特色人才培养”研讨会。会议旨在围绕电子材料的人才培养需求、培养体系构建、课程与教材建设、培养模式探索、拔尖类人才培养及学科建设开展交流，推动电子材料人才培养和信息技术、智能技术的深度融合与交叉发展。

会议主题

包含但不限于：电子材料学科建设，电子材料理论与实验课程体系，电子材料教材与专著建设，电子材料人才培养模式，师昌绪班等拔尖人才培养及电子材料相关领域的最新成果。

以下内容为GPT视角对信息与智能国际会议ICAI2025电子材料特色人才培养研讨会相关领域的研究解读，仅供参考：

信息与智能电子材料研究现状

一、核心研究方向与进展

低功耗与高集成度材料

二维材料：石墨烯、过渡金属硫化物（如MoS₂）等因其原子级厚度和优异电学性质，被广泛应用于超薄晶体管、柔性电子器件。例如，基于MoS₂的场效应晶体管已实现亚10纳米制程，功耗显著降低。

拓扑绝缘体：利用表面态导电特性，开发低能耗自旋电子器件，为量子计算和低功耗逻辑电路提供新路径。

铁电材料：新型铁电材料（如HfO₂基铁电体）突破传统尺寸效应限制，实现纳米级非易失性存储，推动存算一体架构发展。

高速与高频材料

氮化镓（GaN）与碳化硅（SiC）：作为第三代半导体材料，GaN和SiC在5G/6G通信、电动汽车充电桩中实现高频、高功率应用，效率较传统硅基器件提升3-5倍。

光子晶体与超材料：通过人工结构设计实现光频段负折射、完美透镜等特性，推动光通信器件（如光调制器、激光器）的小型化与集成化。

智能感知与响应材料

压电/热电材料：PVDF（聚偏氟乙烯）基压电材料用于柔性传感器，实现人体运动监测；Bi₂Te₃基热电材料在废热回收和自供电传感器中展现潜力。

形状记忆合金与聚合物：NiTi合金和液晶弹性体（LCE）通过温度/光刺激实现形状可逆变化，应用于软体机器人和可重构电子器件。

自修复材料：基于动态共价键或超分子作用的聚合物（如聚氨酯-尿素）在损伤后自动修复，延长电子设备寿命。

量子信息材料

超导材料：约瑟夫森结超导量子比特（如铝基和铌基）是量子计算的主流平台，目前单量子比特保真度已达99.9%以上。

量子点与单光子源：InAs/GaAs量子点实现高纯度单光子发射，为量子通信和加密提供关键光源。

拓扑量子材料：马约拉纳费米子候选材料（如纳米线-超导体异质结）在拓扑量子计算中持续探索。

二、跨学科融合趋势

材料基因组计划（MGI）

通过高通量计算、机器学习与实验验证结合，加速新材料发现。例如，美国NIST利用MGI筛选出新型铁电材料，开发周期缩短50%以上。

柔性电子与生物电子

可穿戴设备：银纳米线（AgNW）和导电水凝胶用于柔性电极，实现心电图（ECG）、肌电（EMG）信号实时监测。

脑机接口：聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）等导电聚合物用于神经电极，提高信号传输稳定性。

能源-信息一体化材料

太阳能电池与光电探测器集成：钙钛矿材料同时实现光伏发电和光探测功能，效率突破30%。

锂离子电池与超级电容器复合：MXene（二维过渡金属碳/氮化物）作为电极材料，兼顾高能量密度和快速充放电。

三、挑战与未来方向

材料稳定性与可靠性

二维材料在空气中的氧化问题、铁电材料的疲劳特性仍需解决。

解决方案：表面钝化、异质结构工程（如封装层设计）。

规模化制备与成本

石墨烯、量子点等材料的量产工艺（如化学气相沉积CVD）需进一步优化。

解决方案：卷对卷（R2R）印刷技术、溶液法加工。

跨尺度集成与系统设计

如何将纳米级材料功能与宏观器件性能匹配（如3D异质集成）。

解决方案：自组装技术、光刻-纳米压印混合工艺。

伦理与安全性

量子通信中的隐私保护、脑机接口的生物兼容性需政策与标准支撑。

四、典型应用案例

华为5G基站：采用GaN功率放大器，效率提升40%，覆盖范围扩大30%。

Neuralink脑机接口：基于PEDOT:PSS的柔性电极阵列实现猴子意念打字。

三星Galaxy Z Fold系列：使用AgNW透明电极的折叠屏，弯折寿命超20万次。

信息与智能电子材料研究可以应用在哪些行业或产业领域

一、通信与信息技术产业

5G/6G通信

核心材料：氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、磷化铟（InP）等高频高速半导体材料。

应用场景：

GaN功率放大器用于5G基站，效率较传统LDMOS提升40%，覆盖范围扩大30%；

InP基光子集成电路实现太赫兹频段通信，支持6G超高速数据传输；

柔性印刷电路板（FPC）采用液态金属（如镓铟合金）实现可折叠天线，适配未来终端形态。

数据中心与云计算

核心材料：铁电存储器（FeRAM）、相变存储器（PCM）、光子晶体波导。

应用场景：

HfO₂基铁电材料实现3D存算一体芯片，突破“存储墙”瓶颈，降低数据中心能耗30%以上；

硅基光子材料（如硅氮化物）用于光互连模块，替代传统铜缆，提升数据中心内部带宽10倍。

二、消费电子与智能终端

柔性显示与可穿戴设备

核心材料：银纳米线（AgNW）、导电聚合物（PEDOT:PSS）、形状记忆聚合物。

应用场景：

AgNW透明电极用于折叠屏手机（如三星Galaxy Z Fold），弯折寿命超20万次；

PEDOT:PSS基电子皮肤实现心率、血压实时监测，误差率<1%；

液晶弹性体（LCE）驱动的微型机器人用于智能手表表带自动调节松紧。

增强现实（AR）/虚拟现实（VR）

核心材料：量子点发光材料、压电超声换能器、光致变色玻璃。

应用场景：

CdSe/ZnS量子点用于AR眼镜微型显示器，色域覆盖达NTSC 120%；

压电陶瓷阵列实现眼动追踪，延迟低于1ms，提升交互沉浸感；

电致变色玻璃动态调节透光率，降低VR设备功耗50%。

三、能源与环保产业

新能源技术

核心材料：钙钛矿、MXene、热电材料。

应用场景：

钙钛矿/硅叠层太阳能电池效率突破33%，用于建筑一体化光伏（BIPV）；

MXene基超级电容器实现电动汽车3分钟快速充电，能量密度达50Wh/kg；

Bi₂Te₃基热电模块回收汽车尾气废热，发电效率提升至8%。

智能电网与储能

核心材料：固态电解质、铁电陶瓷、磁致伸缩材料。

应用场景：

硫化物固态电解质用于全固态锂电池，安全性提升，循环寿命超1000次；

Pb(Zr,Ti)O₃铁电陶瓷实现电场-机械能转换，用于智能电网电压调节；

Terfenol-D磁致伸缩材料开发超精密电流传感器，精度达0.01%。

四、生物医疗与健康产业

生物电子与植入式设备

核心材料：水凝胶、有机半导体、生物可降解材料。

应用场景：

PVA/LiCl水凝胶基柔性电极用于脑机接口，信噪比提升20dB；

聚(3-己基噻吩)（P3HT）有机半导体实现视网膜植入体，恢复盲人光感；

丝素蛋白基可降解传感器用于术后监测，2周后自动溶解无残留。

智能诊疗系统

核心材料：上转换纳米粒子、压电超声材料、光热材料。

应用场景：

NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺上转换粒子用于近红外激发的肿瘤成像，穿透深度达5cm；

PMN-PT压电单晶开发高分辨率超声探头，分辨率提升至100μm；

金纳米棒光热材料实现精准光热治疗，局部温度达42℃以上，杀死癌细胞。

五、先进制造与工业自动化

智能传感器与执行器

核心材料：石墨烯、压电陶瓷、磁流变流体。

应用场景：

石墨烯应变传感器用于工业机器人关节，灵敏度达0.1με；

PZT压电陶瓷驱动微位移平台，定位精度±0.1μm；

磁流变液开发智能减震器，响应时间<1ms，用于精密加工机床。

3D打印与增材制造

核心材料：光敏树脂、金属纳米颗粒、形状记忆合金。

应用场景：

纳米银墨水打印柔性电路，分辨率达10μm；

Ti-6Al-4V合金粉末激光熔融制造航空叶片，力学性能接近锻件；

NiTi形状记忆合金4D打印支架，体温触发自动展开，用于心血管介入治疗。

六、航空航天与国防科技

极端环境电子器件

核心材料：金刚石半导体、碳纳米管、高温超导体。

应用场景：

金刚石场效应晶体管工作温度达600℃，用于卫星高温部件监测；

碳纳米管互连导线电阻率降低至铜的1/10，提升航天器信号传输速度；

YBCO超导磁体开发电磁弹射系统，推力效率提升40%。

隐身与反隐身技术

核心材料：等离子体材料、超材料、吸波纤维。

应用场景：

石墨烯/Fe₃O₄复合材料实现X波段吸波涂层，厚度仅1mm；

开口谐振环超材料（SRR）设计雷达隐身斗篷，RCS缩减20dB；

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料（CMC）用于发动机喷管，耐温1800℃。

七、未来产业前瞻

量子信息与计算

核心材料：铝/铌超导体、量子点、拓扑绝缘体。

应用场景：

铝基约瑟夫森结量子比特实现99.9%保真度，用于构建量子计算机；

InAs/GaAs量子点开发单光子源，密钥分发速率达1Gbps；

Bi₂Se₃拓扑绝缘体探索低能耗自旋电子器件。

神经形态计算

核心材料：忆阻器、相变材料、离子凝胶。

应用场景：

TaOx基忆阻器模拟人脑突触，能耗<1pJ/神经元；

Ge₂Sb₂Te₅相变材料开发光子存储器，速度达10ps；

离子凝胶电解质实现柔性神经形态芯片，可拉伸率超300%。

信息与智能电子材料领域有哪些知名研究机构或企业品牌

一、国际知名学术研究机构1. 美国

麻省理工学院（MIT）

研究方向：二维材料（石墨烯、MoS₂）、量子点显示、神经形态计算材料（忆阻器）。

标志性成果：

开发出基于二硫化钼（MoS₂）的柔性晶体管，弯折半径<1mm；

提出“离子电子学”概念，推动离子凝胶电解质在柔性电子中的应用。

斯坦福大学

研究方向：有机半导体、钙钛矿太阳能电池、生物电子接口。

标志性成果：

发明全聚合物太阳能电池，效率突破17%；

开发出可降解电子植入体，用于术后监测后自动溶解。

贝尔实验室（诺基亚旗下）

研究方向：光子集成电路、超导电子、太赫兹通信。

标志性成果：

首次实现硅基光子调制器，速率达50Gbps；

研发出基于铌酸锂的量子纠缠光源，用于量子密钥分发。

2. 欧洲

德国马普固体研究所（MPI-FKF）

研究方向：铁电材料、拓扑绝缘体、高温超导体。

标志性成果：

发现Bi₂Se₃族拓扑绝缘体，推动自旋电子学发展；

开发出Pb(Zr,Ti)O₃基铁电存储器，写入速度<1ns。

英国剑桥大学

研究方向：钙钛矿光伏、柔性电子、纳米发电机。

标志性成果：

钙钛矿/硅叠层电池效率达33.9%（世界纪录）；

发明基于摩擦电效应的自供电传感器，用于可穿戴设备。

瑞士联邦理工学院（ETH Zurich）

研究方向：碳纳米管互连、3D打印电子、磁流变流体。

标志性成果：

碳纳米管导线电阻率降至铜的1/10；

开发出4D打印形状记忆聚合物，用于航空航天变形结构。

3. 亚洲

日本东京大学

研究方向：氧化物半导体、铁电RAM、量子点显示。

标志性成果：

发明IGZO（铟镓锌氧化物）薄膜晶体管，推动高分辨率OLED显示；

开发出基于HfO₂的铁电存储器，循环寿命超10¹²次。

韩国科学技术院（KAIST）

研究方向：柔性显示、透明电极、可穿戴传感器。

标志性成果：

银纳米线透明电极用于折叠屏手机，透光率>90%；

开发出石墨烯/聚合物复合材料，拉伸率超500%。

新加坡国立大学

研究方向：光子晶体、超材料、微纳机电系统（MEMS）。

标志性成果：

设计出负折射率超材料，实现电磁波隐身；

开发出基于光子晶体的生物传感器，检测限达pM级。

二、全球产业领军企业1. 半导体与集成电路

英特尔（Intel）

核心材料：极紫外光刻胶、高K金属栅、3D封装材料。

技术突破：

推出基于钴互连的10nm工艺，电阻降低40%；

开发出EMIB 3D封装技术，实现异构集成。

台积电（TSMC）

核心材料：EUV光刻掩膜版、低k介电材料、先进封装基板。

技术突破：

3nm制程采用GAA晶体管结构，性能提升15%；

CoWoS封装技术支持HPC芯片互连密度达1万/mm²。

三星电子（Samsung）

核心材料：MRAM磁性隧道结、量子点薄膜、柔性OLED基板。

技术突破：

全球首款3nm GAA芯片量产，功耗降低45%；

QD-OLED电视实现100% DCI-P3色域覆盖。

2. 显示与光电

LG Display

核心材料：WOLED发光层、透明聚酰亚胺（PI）基板、微透镜阵列。

技术突破：

88英寸8K OLED电视亮度达1000nit；

开发出可卷曲OLED显示屏，曲率半径<3mm。

京东方（BOE）

核心材料：氧化铟锡（ITO）替代材料、Mini LED背光模组、柔性盖板玻璃。

技术突破：

银纳米线透明电极用于车载显示，弯折寿命超10万次；

全球首款55英寸8K AMQLED显示样机，亮度达5000nit。

康宁（Corning）

核心材料：大猩猩玻璃、柔性玻璃（Willow Glass）、光导纤维。

技术突破：

大猩猩玻璃Victus 2抗摔性能提升2倍；

Willow Glass实现0.1mm厚度柔性显示基板量产。

3. 新能源与储能

宁德时代（CATL）

核心材料：高镍三元正极、硅碳负极、固态电解质。

技术突破：

麒麟电池能量密度达255Wh/kg，支持1000km续航；

凝聚态电池实现4C快充，10分钟补能80%。

松下（Panasonic）

核心材料：硅基负极、镍钴铝（NCA）正极、阻燃电解液。

技术突破：

4680电池能量密度提升5倍，成本降低14%；

开发出耐高温电解液，支持电池工作温度达80℃。

First Solar

核心材料：碲化镉（CdTe）薄膜、透明导电氧化物（TCO）、封装胶膜。

技术突破：

Series 6组件效率突破22%，衰减率<0.5%/年；

开发出无铅封装胶膜，回收率超95%。

4. 生物电子与医疗

美敦力（Medtronic）

核心材料：生物可降解聚合物、柔性电极、药物控释涂层。

技术突破：

Micra无导线起搏器体积仅1cc，寿命达12年；

开发出可降解镁合金支架，6个月后完全吸收。

雅培（Abbott）

核心材料：葡萄糖感应酶、微针阵列、柔性印刷电路。

技术突破：

FreeStyle Libre连续血糖监测系统误差率<9%；

开发出可穿戴ECG贴片，支持AFib实时检测。

柔宇科技（Royole）

核心材料：超低温非硅制程、全柔性传感器、柔性驱动IC。

技术突破：

全球首款全柔性折叠屏手机FlexPai 2弯折次数超20万次；

开发出0.01mm厚度柔性传感器，响应时间<1ms。

三、技术趋势与产业联动

材料-器件-系统协同创新

学术机构侧重基础材料探索（如二维材料、拓扑绝缘体），企业聚焦工程化应用（如台积电3D封装、宁德时代凝聚态电池）。

跨学科融合加速

生物电子领域（如美敦力可降解支架）需结合材料科学、生物学、医学；量子信息领域（如贝尔实验室量子光源）依赖物理学与电子工程交叉。

地域产业集群效应

美国：硅谷（半导体）、波士顿（生物电子）；

亚洲：韩国京畿道（显示）、中国长三角（新能源）、日本九州（半导体材料）。

信息与智能电子材料领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、核心技术方向与对应岗位1. 半导体与集成电路材料

关键材料：极紫外光刻胶、高K金属栅、3D封装材料、碳纳米管互连、铁电存储材料。

典型岗位：

材料研发工程师：负责新型半导体材料的合成、表征与性能优化（如台积电3nm制程的钴互连材料开发）。

工艺整合工程师（PIE）：将材料创新转化为制造工艺（如英特尔10nm工艺中高K金属栅的集成）。

失效分析工程师：通过SEM、TEM等手段分析材料失效原因（如芯片良率提升中的缺陷定位）。

设备工程师：维护光刻机、刻蚀机等关键设备（如ASML EUV光刻机的材料兼容性测试）。

2. 显示与光电材料

关键材料：量子点薄膜、柔性OLED基板、Micro LED芯片、透明导电氧化物（TCO）、光致发光材料。

典型岗位：

显示材料工程师：开发新型发光材料（如京东方QD-OLED的量子点合成与封装）。

柔性电子工程师：设计可折叠显示结构的材料方案（如LG Display透明聚酰亚胺基板的应力模拟）。

光学工程师：优化显示模组的光学性能（如康宁大猩猩玻璃的抗反射涂层设计）。

封装工程师：解决柔性显示的可靠性问题（如三星可卷曲OLED的水氧阻隔层开发）。

3. 新能源与储能材料

关键材料：高镍三元正极、硅碳负极、固态电解质、钠离子电池材料、氢燃料电池催化剂。

典型岗位：

电芯材料开发工程师：提升电池能量密度与循环寿命（如宁德时代麒麟电池的硅碳负极预锂化技术）。

电解液工程师：设计高温/快充专用电解液（如松下4680电池的阻燃添加剂配方）。

固态电池工程师：解决固态电解质与电极的界面问题（如丰田固态电池的硫化物电解质改性）。

回收技术工程师：开发电池材料闭环回收工艺（如First Solar的碲化镉薄膜回收率优化）。

4. 生物电子与医疗材料

关键材料：生物可降解聚合物、柔性电极、药物控释涂层、微针阵列、神经接口材料。

典型岗位：

生物材料工程师：设计可降解植入体材料（如美敦力镁合金支架的降解速率控制）。

传感器工程师：开发柔性生理信号监测器件（如雅培连续血糖监测系统的酶固定化技术）。

微纳制造工程师：加工微米级生物电子结构（如柔宇科技柔性传感器的光刻工艺优化）。

临床验证工程师：推动材料从实验室到医疗产品的转化（如Neuralink脑机接口的生物相容性测试）。

5. 智能电子材料（新兴方向）

关键材料：自修复材料、形状记忆聚合物、磁流变流体、光子晶体、超材料。

典型岗位：

智能材料研发工程师：开发响应环境变化的材料（如4D打印形状记忆聚合物的相变机制设计）。

光子学工程师：设计光子晶体滤波器或超材料隐身涂层（如新加坡国立大学的负折射率超材料仿真）。

MEMS工程师：集成智能材料到微机电系统（如博世智能悬架的磁流变流体控制算法）。

二、企业类型与岗位分布1. 半导体与显示巨头

代表企业：英特尔、台积电、三星、LG Display、京东方、康宁。

岗位特点：

研发岗：聚焦材料基础研究（如台积电材料研究实验室的EUV光刻胶开发）。

工程岗：推动材料产业化（如三星半导体厂的3D封装工艺优化）。

地域集中：中国台湾（新竹）、韩国（京畿道）、美国（俄勒冈州）、中国（长三角/珠三角）。

2. 新能源与电池企业

代表企业：宁德时代、松下、LG新能源、First Solar、比亚迪。

岗位特点：

电芯研发岗：侧重材料体系创新（如宁德时代凝聚态电池的固态电解质设计）。

制造工程岗：优化材料工艺参数（如松下4680电池的干电极涂布技术）。

地域集中：中国（福建/广东）、日本（大阪）、美国（密歇根）。

3. 生物电子与医疗科技公司

代表企业：美敦力、雅培、柔宇科技、Neuralink、迈瑞医疗。

岗位特点：

跨学科岗：需结合材料学、生物学、医学（如美敦力可降解支架的动物实验设计）。

临床转化岗：推动材料通过FDA/CE认证（如雅培ECG贴片的临床试验数据分析）。

地域集中：美国（明尼苏达州/加利福尼亚州）、中国（深圳/上海）。

4. 初创企业与科研机构

代表类型：

材料科技初创公司（如开发钙钛矿光伏的Oxford PV）。

国家级实验室（如德国马普固体研究所、中科院微系统所）。

岗位特点：

初创公司：岗位灵活，可能涉及全流程研发（如从材料合成到器件测试）。

科研机构：侧重前沿探索（如拓扑绝缘体在自旋电子学中的应用研究）。

三、技能需求与职业发展路径1. 核心技能要求

材料科学基础：晶体结构、相变理论、缺陷化学。

表征技术：XRD、SEM、TEM、AFM、XPS、Raman光谱。

仿真工具：COMSOL（多物理场耦合）、Materials Studio（分子动力学）、LAMMPS。

工程能力：DOE实验设计、SPC统计过程控制、六西格玛管理。

跨学科知识：半导体物理、电化学、生物相容性标准（如ISO 10993）。

2. 职业发展路径

技术路线：

初级工程师（0-3年）→ 高级工程师（3-5年）→ 首席科学家（10年+）。

示例：从台积电工艺整合工程师成长为3nm制程项目负责人。

管理路线：

技术专家 → 项目经理 → 部门总监 → CTO。

示例：从宁德时代电芯研发工程师晋升为电池系统研发总监。

跨界路线：

材料工程师 → 专利律师（需法律背景）→ 技术创业。

示例：从康宁玻璃研发工程师转型为知识产权顾问。

四、行业趋势与就业前景

技术驱动岗位增长：

人工智能辅助材料设计（如DeepMind的GNoME材料发现平台）将催生“AI+材料”复合型岗位。

原子级制造技术（如原子层沉积ALD）需更多精密工艺工程师。

绿色经济带动需求：

全球碳中和目标推动固态电池、钙钛矿光伏材料研发岗位激增。

欧盟《电池法案》促使企业招聘更多电池回收技术专家。

地域机会变化：

中国：长三角（半导体/新能源）、珠三角（显示/生物电子）成为就业热点。

东南亚：越南（三星显示工厂）、马来西亚（英特尔封装基地）吸引制造岗人才。