围绕新材料、新结构、新集成与新机理的半导体基础研究推动了半导体科技的发展，深刻改变着人类的生活形态。近年来，我国在半导体科技领域取得了举世瞩目的成就，智能处理芯片、碳基芯片、光通信芯片、新型场效应管等关键核心技术取得突破性进展，有力支撑了我国新一代信息技术的发展。

《半导体学报》于2020年1月启动首届 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，旨在记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。经过专家推荐与自荐，经初评后共有38项优秀研究成果进入候选名单；2020年12月–2021年1月，由43名半导体领域专家组成的评选委员会，历经两轮严格评选，按照投票排名最终选出10项优秀成果，荣膺“2020年度中国半导体十大研究进展”。

中心四项研究成果：“用于高性能电子学的高密度半导体碳纳米管平行阵列”，“通讯波段的高性能钠基等离激元纳米激光器”，“米级高指数晶面单晶铜箔库制造”和“拓扑保护的单向导模共振态观测”入选。

入选名单

一、用于高性能电子学的高密度半导体碳纳米管平行阵列

中心张志勇-彭练矛团队发展了高密度高纯半导体碳纳米管阵列薄膜晶圆制备技术，首次突破了超大规模碳管集成电路发展的材料瓶颈。基于该材料，首次展示了性能超过相同尺寸的硅基CMOS电路的碳纳米管集成电路。该成果发表于《科学》杂志（Science, 2020, 368(6493): 850–856）。

碳管高速集成电路。

二、通讯波段的高性能钠基等离激元纳米激光器

中心马仁敏团队联合南京大学朱嘉、周林团队等合作者，利用液态金属可控冷却旋涂技术，结合金属-绝缘体-半导体间隙等离激元优化设计，首次制备了高品质因子金属钠-InGaAsP量子阱复合微结构，实现了通讯波段纳米激光的室温激射，其激射阈值（140 KW/cm2）创同类激光器新低。该成果发表于《自然》杂志（Nature, 2020, 581: 401–405）。

钠基等离激元结构制备工艺(a)、品质因数(b)，以及钠基等离激元纳米激光器场分布(c)与室温激射阈值特性(d)。

三、米级高指数晶面单晶铜箔库制造

中心刘开辉、王恩哥、俞大鹏合作团队提出界面能驱动单晶金属“变异和遗传”的退火生长机制，在国际上首次实现种类最全（30余种）、尺寸最大（A4纸尺寸）的高指数晶面单晶铜箔库制造。该铜箔库为高功率电力、高频电子、选择性催化、量子材料外延等提供了关键功能材料。该成果发表于《自然》杂志（Nature, 2020, 581: 406–410）。

单晶铜箔库中不同晶面指数铜箔的原子结构示意图。

四、拓扑保护的单向导模共振态观测

中心彭超副教授团队与合作者面向超大容量光互连需求，从拓扑视角出发，在光子晶体中构造了单向辐射导模共振态，实现了不依靠反射镜的光定向辐射。该技术有望显著降低片上光端口的插损，为高密度光子集成及光子芯片开拓新方向。该成果发表于《自然》杂志（Nature,2020, 580: 467–471）。

a，动量空间中上下表面远场辐射的傅里叶散射图像。b，傅里叶图像上不同kx点处随波长变化的散射谱。c,d,随kx变化的能带以及下表面单面品质因子。在UGR态附近，下表面单面品质因子高达1.6e5。