射频异质异构集成电路工作频率高，且一般都是三维高密度集成，载流子输运、电磁场、热场和应力场的紧密耦合与相互作用，是决定电路行为和性能的基本物理效应，在电路分析设计、工艺制造和测试验证时必须首先建立耦合多物理场理论，认识多物理特性耦合、演变规律与调控机理，在此基础上研究射频异质异构集成电路的设计方法学，主要包括电路建模仿真，器件级融合设计，电路级多功能、多物理特性自动化、智能化协同设计，散热设计与热管理，形成具有自主知识产权的三维异质异构集成电路系统EDA软件，并进行毫米波、THz芯片以及射频系统设计。

不同半导体材料之间性能差异较大，如异质界面的晶格、膨胀系数不匹配，需要解决异质界面动力学问题，认识材料扩散、成核、粘合、共晶等界面生成与融合机理，以及功函数调节、接触特性调控等界面调控机理。另一方面，目前常用的异质异构集成工艺的参数调整都会受制于电路中电磁、热、应力等物理特性的变化，必须认识工艺参数与物理特性之间的关系，建立异质异构集成工艺的物理基础，指导工艺设计和控制。因此实验室将针对复杂射频异质异构集成和亚微米级密度的高端先进封装工艺，研究异质界面生成、调控与融合机理，进行异质外延生长、异质键合、高密度垂直互连等工艺设计与优化控制，并构建PDK。

射频异质异构集成电路是由多种材料、器件、天线、小芯片乃至晶圆三维高密度集成而实现，互连pitch可以小到亚微米，测试与表征面临新的挑战，如三维高密度异质异构集成带来了物理节点的可访问性问题，而高频多物理耦合效应要求多场测试去嵌以及物理现象的重现与分析。因此将研究射频异质异构集成电路的可测性与自动化测试表征，主要包括可测性原理与充分必要条件，测试数据多维重构算法与测试点设计，以及器件、电路与系统的自动化测试表征，突破自动测试关键部件和设备技术。

围绕6G移动通信、高性能计算、雷达探测、智能无人系统、智慧医疗等国家重点发展领域的需求，研制系列射频异质异构集成电路系统并推广应用。