澳門大學在芯片研究領域深耕逾卅載，從零開始到達至世界前沿水平。從1995年澳大研發首個微電子芯片，到2010年組建模擬與混合信號超大規模集成電路國家重點實驗室（後重組更名為模擬與混合信號集成電路全國重點實驗室），作為中國南方地區及粵港澳大灣區唯一的微電子領域全國重點實驗室，其研發實力持續攀升，更在電子領域最負盛名的國際固態電路會議（ISSCC）上發表超過90篇論文，彰顯澳大在該領域的國際認可度與持續領先地位。依托這一科研平台，澳大推動芯片及跨學科融合技術從基礎研究向產業應用突破，逐步將尖端技術轉化為一系列惠及社會的產品。
驅動MRI微型化拓生物醫學新路徑
將芯片創新轉化為實用系統突破，是微電子研究院的核心方向。作為解析生物結構與功能的重要工具，磁力共振成像（MRI）因設備龐大、昂貴且依賴超導環境而普及受限，若能將MRI「微型化」，使其成為常規工具乃至便攜設備便可提高其應用效率。微電子研究院副教授李家明及其團隊成功開發出基於定制化硅芯片的微型磁力共振平台，為實現MRI微型化踏出關鍵一步。
該項目運用微電子集成技術，將傳統系統中離散複雜的射頻收發、信號採集等關鍵模組，整合至毫米級專用芯片。這不僅是電路微型化，更結合新型永磁體與專用成像算法，從系統架構層面進行重構，從根本上降低設備體積與成本。團隊已成功開發出支持多核探測的微型平台，可對氫、氟、磷等原子核成像，獲取樣本的化學與生物信息，用於如藥物代謝追蹤等。更具突破性的是其在細胞長期培養觀測中的應用：無需依賴光源與固定成像平面，即能在密封環境中實現非侵入、多維度的影像監測，為活體細胞研究提供全新途徑。
李家明教授團隊的研究得以穩步推進，有賴於實驗室提供的堅實平台支持，包括業界標準設計工具、先進製程套件及多項目晶圓流片服務，為實現超高信噪比、超低噪聲等極端性能的定制化芯片奠定基礎。團隊未來將持續深化微型磁力共振系統研究，目標利用微型化集成線圈作為高靈敏度傳感器，以進一步提升影像的空間解析度。
電力電子賦能低碳城市基建
在全球推動碳中和的進程中，智慧電網、可再生能源與電動交通的發展，對電能轉換與管理的精確度、效率及智能化提出更高要求，其核心依賴於高性能電力電子電路及其關鍵控制技術的突破。微電子研究院教授林智聲及其團隊，專注於將電力電子技術應用於智慧能源領域，從先進電力電子電路與關鍵控制技術出發，為構建低碳城市提供關鍵解方。
林智聲教授團隊聚焦於電能質量補償、高效無線電能傳輸及光伏併網系統等方向，為因應低碳智慧城市與智能配電網的發展需求，團隊以系統級目標驅動電路拓撲與控制策略的創新設計。例如為電能質量補償裝置研發出一系列新型控制器，顯著提升補償系統的準確性、動態響應速度與魯棒性；在首創的「單級恆功率無線充電轉換器」技術中，藉由優化高頻功率電路拓撲及相應控制策略，提升充電效率及速率，同時符合電池充電特性及高適配性；另外引入具高升降壓功能的電路，顯著提升光伏併網系統可能受天氣環境因素出現輸出電壓波動的適應性。
相關成果已應用於澳門自來水公司、澳門大學及香港一個大型購物商場的電能質量補償裝置，體現了技術的可靠性及實用性；與本地企業合作的電動摩托車無線充電方案，其充電效率超過90%，展現高性能的功率轉換與電力電子電路設計的競爭力。
開啟個體化治療新階段
癌症個體化治療面臨關鍵瓶頸：傳統體外藥物測試需大量細胞，從患者活檢取得的微量組織往往不如所願，致使治療多依賴經驗。為此，開發能對極微量樣本進行高通量、高精度藥物篩選的技術平台，是實現「因人用藥」的重要路徑。微電子研究院副教授賈艷偉及其團隊，結合集成電路設計與微系統加工技術，成功開發用於癌症藥物篩選的「數字微流控芯片實驗室」平台。
該平台核心為數字微流控技術：團隊在芯片上集成高密度微電極陣列，通過精確電信號控制，可如操作數位像素般對納升級液滴進行位移、融合、分裂等操作，從而將細胞培養、藥物添加、刺激與觀測全流程，自動化集成於一片芯片上。其最大優勢在於樣本消耗極低，可直接對患者珍貴的原代腫瘤細胞進行多種藥物平行測試，從根本上解決了臨床樣本稀缺的難題。
此研發的關鍵是跨學科技術整合：團隊運用材料表面工程解決細胞聚團問題，同時結合集成電路設計專長，以高壓低功耗驅動電路實現微液滴的精準操控與藥物濃度調節，並在芯片上集成微型阻抗感測電路，透過電學特性從混合細胞中識別目標癌細胞，保障篩選準確性，彰顯集成電路技術推動生物醫學研究的潛力。
該便攜式設備已開發完成，並與中山大學附屬第三醫院、廣州醫科大學附屬第一醫院等機構合作，開展肝癌靶向藥物的臨床測試，初步驗證其在個體化用藥指導上的可行性，相關成果已發表於《自然-通訊》（Nature Communications）等頂刊。團隊並於橫琴成立衍生企業「普羅精準醫療」，推動技術邁向產業化，服務臨床應用。
貢獻「澳門智慧」
澳大以創新為核心，緊扣實際需求推動跨學科融合，成功驅動生物醫學檢測儀器微型化、智慧能源與精準醫療更上一層樓，實現從理論到應用的關鍵突破。這些紮根澳門的創新，彰顯了頂尖基礎研究精準回應健康與永續的全球性挑戰。展望未來，澳大將持續作為連接核心芯片及電力電子技術與產業應用的橋樑，其成果不僅助力區域科技產業高品質發展，更為國家在全球科技競爭中貢獻不可或缺的「澳門智慧」。
文：余偉業
圖：編輯部，部分由受訪者提供
英文翻譯：余偉業、謝菀菁
來源：《澳大新語》第33期
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