实验室围绕后摩尔时代集成电路发展趋势和国家重大战略需求，结合实验室研究基础和研究特色，布局三个研究方向。

（1）电磁薄膜与微型器件

主要开展晶圆级单晶薄膜与集成器件、超导薄膜与器件、二维材料及新型半导体微纳器件、前沿储能材料及器件、电磁辐射控制材料与技术、磁光材料与器件、封装材料与互连工艺、微系统集成关键技术等研究，解决解决有源-无源集成微系统中电、磁等信息的控制与传输。

（2）敏感薄膜与阵列传感器

主要开展光电探测与传感集成技术、电子聚合物薄膜与MEMS传感、光电子器件及应用技术、新型光电探测材料与传感微系统、特种传感技术等研究，解决有源-无源集成微系统中电、光等信息的获取与传感。

（3）功率半导体及集成技术

主要开展硅基和宽禁带功率半导体器件、高低压工艺集成技术、电源管理集成电路与系统、脉冲功率半导体芯片、模拟及混合集成电路设计、射频集成电路及系统、感存算一体化集成技术等研究，解决有源-无源集成微系统中信息的执行与处理。