近日，宁波大学集成电路学院金庆辉教授团队联合中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术全国重点实验室，在国际电子电气领域顶级期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》发表题为 “A (111)-Silicon Diaphragm with Dual X-Cross Microstructure for Resolving the Sensitivity-linearity Trade-off in High-Performance Industrial Pressure Sensor” 的突破性研究论文（DOI:10.1109/TIE.2026.3675135）。

图1. 传感器及其三维硅微结构的CT扫描图

《IEEE Transactions on Industrial Electronics》是 IEEE 旗下旗舰期刊，为工程技术领域中科院 SCI 期刊双一区 Top 期刊，长期位居工业电子、MEMS 器件与传感技术领域国际权威核心期刊行列，此次成果的发表标志着宁波大学在高性能 MEMS 压力传感器领域的研究获得国际同行高度认可。

MEMS 压力传感器作为核心感知器件，广泛支撑机器人、低空经济、消费电子、汽车电子、工业自动化、医疗设备、航空航天等万亿级关键产业发展。该研究针对压阻式压力传感器长期存在的 “灵敏度-线性度难以兼顾” 核心难题，提出全新器件结构与工艺方案，为高精度工业压力测量开辟全新技术路径。团队首创 “米” 字形复合结构，通过应力场调控与挠度抑制协同设计，在结构层面实现高灵敏度与高线性度的解耦同步优化；同时研发 “微创手术” 半导体制造工艺，仅在（111）面晶圆开设系列微孔，即可实现 10 μm/2.5 μm 微米级三维硅微机电耦合结构的精确批量可控制造，从工艺层面消除结构非线性效应，单块 4 英寸晶圆可一次性量产超 15000 个器件。在此基础上，团队将传感器与专用集成电路 ASIC 芯片集成，构建片上一体化传感系统，实现信号采集与处理片上融合，可直接输出精准数字信号。经国家 CNAS 认证测试，传感器精度等级达 0.05 级，整体性能达到国际先进水平。

图2. 传感器晶圆、器件、封装及片上传感微系统

该研究以宁波大学集成电路学院为第一单位，2023 级电子科学与技术专业博士研究生陈晓鹏为第一作者，金庆辉教授为通讯作者，研究工作得到国家自然科学基金、宁波市 2025 重点研发计划、宁波市 2035 重点研发计划项目等资金支持。

金庆辉教授领衔的先进智能传感技术团队长期深耕MEMS传感器与集成微系统领域，已在国际顶级期刊发表系列高水平成果，搭建起“结构创新-工艺开发-系统集成-产业应用”完整技术链条。此次成果为高端工业传感技术突破与国产化替代注入强劲动能，未来团队将持续面向高端传感、智能制造与工业电子前沿产业需求，加速科研成果转化应用，为我国集成电路与智能感知技术高质量发展贡献宁大力量。

原文链接：https://doi.org/10.1109/TIE.2026.3675135