科大研发超强韧声学芯片技术 推动6G与卫星通讯发展
香港科技大学（科大）研究团队研发出一种崭新的芯片架构，令智能手机内的微型声学器件承受逾12倍的功率负载，同时保持更低温、更稳定的运作。在每秒振动超过二十亿次的换能器测试中，这项名为「层状声波」（Layered Acoustic Wave，简称LAW）的新平台，成功将工作温升降低70%，并创下36.4瓦/平方毫米的阈值功率密度纪录。这项突破打破了数十年来声学芯片只能处理小讯号的限制，为卫星直连手机通讯、6G网络以至小型化功率转换等新一代应用铺路。
此项研究由科大电子及计算机工程学系助理教授杨岩松教授领导、其博士生钱芳晟担任第一作者的研究团队完成，成果已发表于国际学术期刊《自然‧通讯》，名为《抑制声致迁移与温升 实现高功率高可靠声学》。论文所有作者均来自科大电子及计算机工程学系射频微系统实验室（RFMY Lab）。
声波器件是现代生活中最普及却鲜为人知的芯片之一。透过将电磁讯号转换为以吉赫（GHz）频率振动的声波，它们为每部智能手机及流动通讯基站筛选射频讯号。由于声速较光速慢约十万倍，声学器件能将GHz频率的能量压缩至芯片尺度，其小巧体积无可替代。如今，声学器件更逐步拓展至多个跨学科前沿，包括与量子位耦合以处理量子信息、驱动微流控及声光系统，以及作为非磁性能量储存单元，应用于可持续功率转换。
高功率声学的战略价值正日益凸显。2025年，SpaceX收购声学滤波器公司Akoustis Technologies，以开发用于卫星直连手机网络的高性能声学滤波器。在此类应用中，声学器件的功率承载能力直接影响卫星与用户手机之间通讯链路的可靠性、覆盖范围和传输效率。
然而，一个根本性的技术瓶颈数十年来始终未能突破：声学器件难以在高功率下稳定运作。正如剧烈摇晃能把对象「摇散」并产生热量，高功率GHz振动会将巨大能量集中于微小体积的器件内，触发三种相互交织的失效机制：机械应力与自发热驱动的「声致迁移」，令电极中的金属原子迁移，形成隆起与空洞，导致电路失效；积聚的热能会改变声速，令工作频率漂移失准；集中应力更会令压电薄膜开裂或分层。
现有对应方案几乎全部集中于器件底部，例如改用碳化硅、钻石等价格高昂的高导热基板。然而，压电层本身导热性能欠佳，热量与应力仍会积聚于器件实际振动的顶部表面附近。与此同时，学界长期认为声波器件顶面必须保持与空气接触，才能有效约束声学能量。这种观点似乎彻底排除了对「失效源头」所在边界进行工程设计的可能。
杨教授领导的研究团队，推翻了这一长期观点。他们提出的LAW架构将铌酸锂薄膜器件的振动表面「埋藏」于复合顶部边界之下：先铺设一层二氧化硅隔离层，再覆盖一层厚度远超于声学波长的「准无限」非晶硅覆盖层。透过理论分析与模拟运算，团队发现声波仍能被牢牢约束于表面附近，而新增的迭层则同时发挥三重作用。
厚非晶硅覆盖层首先充当机械约束层，重塑应力场分布，令电极界面的峰值应力降至原来约四分之一，直接消除声致迁移的驱动力；其次充当集成散热层，其导热率较空气高约两个数量级，开辟垂直散热通道，迅速将热量带离热点；同时亦作为热膨胀补偿层，令频率在温度大幅波动下保持稳定。重新设计的边界非但没有牺牲性能，反而令同一波长下的工作频率提升约25%、阻尼损耗降低约30%，并可进一步扩展至6 GHz以下频段，而这一切均可透过标准、低成本的制造工艺实现。
在标准组件级高功率测试中，LAW展现出显著优势。在相同功率负载下，LAW换能器的稳态温度上升仅5.2°C，而最先进的薄膜表面声波（TF-SAW）对照器件则达到17.4°C，相当于将温度升幅降低70%。LAW器件可承受45.61 dBm/mm²（36.4 W/mm²）的注入功率密度，是TF-SAW对照器件阈值的12.73倍；同时在横跨475°C的超宽温区（−150°C至325°C）内，维持−13 ppm/°C的一阶频率温度系数。在−85°C低温下，阈值进一步攀升至49.45 dBm/mm²（88.11 W/mm²），增幅达13.85倍，对低温量子声学系统别具意义。失效分析亦印证了背后机理：TF-SAW器件出现严重的电极迁移及压电薄膜开裂现象，但在远高于此的功率下运作的LAW器件则未见此类严重迁移。
杨教授表示：「数十年来，学界接受了两个『定论』：声波器件的表面必须向空气开放，高功率运作遥不可及。我们证明这两个假设可以同时打破。与其在器件底部追逐日益昂贵，而又只能轻微改善散热的基板材料，不如重新定义器件上方的边界。我们把器件最脆弱、散热最差的区域，变成其最坚固的资产。这让声学技术由小讯号组件迈向真正的高功率平台，响应卫星直连手机、6G网络及能量转换等新兴应用需求。」
第一作者钱芳晟补充：「这个架构的精妙之处，在于一层简单、低成本的材料同时完成三项任务：把热量从热点散走、补偿频率漂移，以及重新分布机械应力，令驱动金属迁移的峰值应力降至原来约四分之一。我们不仅透过降温推迟失效，更从物理根源上消除失效本身。」
由于这一方法重新定义的是边界条件，而非依赖任何特定材料，其设计原理可广泛应用于各类基于叉指换能器的声学系统。团队预期，LAW平台将可支撑新一代射频滤波器、低温量子声学电路、片上声光与微流控系统，以至微型化非磁性功率转换模块的发展。
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香港科技大学（科大）在研究资助局（研资局）最新公布的2026/27年度「高级研究学者计划」及「研究学者计划」中，共有三名学者获颁殊荣，以表彰其在电化学合成、量子材料及生成式人工智能（AI）等前沿领域所开展的创新研究，以及在推动具深远影响力的科研成果方面作出的卓越贡献。
其中，科大化学及生物工程学系系主任兼讲座教授邵敏华教授获颁「研资局高级研究学者」荣衔 ; 物理学系副教授刘军伟教授，以及市场学系兼工业工程及决策分析学系副教授刘佳教授则获颁「研资局研究学者」荣衔。三位学者合共获得逾港币1,972万元经费，将用于深化前沿科研探索，加快科研成果转化，并为推动产业升级注入新动力。
太阳能电池的效能与寿命往往取决于材料之间的微小界面。香港科技大学（科大）研究人员近日参与两项研究，发现透过精准设计的分子界面层，可显著提升新一代钙钛矿迭层太阳能电池的效能及耐用性。
两项研究分别刊登于学术期刊《Joule》（影响因子为37.1）及《自然—通讯》，虽然针对不同迭层架构，却带出同一个核心讯息：分子界面并非单纯连接不同材料的被动层，而是可主动引导钙钛矿薄膜结晶、减少能量损失、促进电荷传输，并保护器件免受退化影响的重要设计平台。
这两项研究由科大电子及计算机工程学系助理教授林彦宏教授及科大显示与光电子全国重点实验室高级经理杨思恩博士共同带领，充分结合科大在钙钛矿界面设计、光学表征及迭层器件物理方面的科研优势。其中，科大电子及计算机工程学系研究助理教授李凤珠博士领导《Joule》论文的研究工作；科大电子及计算机工程学系博士研究生张青清女士则为《自然—通讯》论文的主要研究团队成员之一。
由香港大湾区围棋促进会及香港科技大学（科大）联合主办的第四届「四洲杯」香港国际大学生围棋公开赛，于7月14日至18日在科大校园隆重举行。赛事开幕典礼于今日（7月15日）在科大逸夫演艺中心盛大举行，并非常荣幸邀请到香港特别行政区政府教育局局长蔡若莲博士等重量级嘉宾莅临主礼。出席开幕仪式的嘉宾亦包括：香港大湾区围棋促进会会长徐莹女士、科大副校长（大学拓展）吴宏伟教授、四洲集团创办人兼主席戴德丰博士、深圳市文化广电旅游体育局副局长何建辉先生、中央政府驻港联络办宣传文体部副部长林枬先生、外交部驻港特派员公署发言人兼新闻及公共关系部主任黄景睿先生、 新华社亚太总分社社长孙承斌先生、中央广播电视总台香港记者站站长王喜凯先生、中央广播电视总台亚太总站副站长李风先生、先施集团主席、全国政协委员林晓晖先生、香港新闻工作者联会会长张国良先生及科大跨学科学院院长屈华民教授等。