本學科依托電子科學與技術一級學科，學科專業瞄準微電子技術未來發展方向，針對集成電路、光通信與光信息領域的發展需求，開展一些特色鮮明的創新性研究，内容涉及半導體與光電子器件、射頻微波集成電路、專用集成電路、片上系統等，研究相關基礎理論和器件的仿真、設計與應用。

主要研究方向分為集成電路設計理論、專用集成電路設計、射頻微波集成電路設計與應用、光電子器件等方面。内容包括以下幾個方面。

1.集成電路設計理論與方法研究，包括異步電路設計理論研究，混合電路和超深亞微米集成電路建模，低電壓、低功耗新型BiCMOS集成電路設計與應用。

2.射頻、微波及超高速電路的理論和應用研究，包括移動通信及無線接入系統用射頻集成電路的設計。片上無源器件的研究，主要包括對傳輸線、耦合線、電感、巴倫及變壓器等無源器件的建模、設計和應用。

3.專用集成電路設計的研究，包括用于物聯網、各種信号檢測的傳感器芯片設計，生物芯片和微機電芯片的設計與應用。

4.光電子器件研究與應用。對光電半導體器件的模型與理論進行研究，設計開發具有自主知識産權的光-電、電-光轉換電路和單片光電集成電路。将光子晶體的等效負折射概念應用于光子晶體光纖研究，探索等效負折射光子晶體光纖的放大特性。探索具有自主知識産權的适用于密集波分複用光通信的等效負折射率光子晶體光纖光波放大器。

5.片上可編程系統（SOPC）的設計與應用。基于SOPC的設計方法對超大規模集成電路進行設計和驗證，設計和開發具有自主知識産權的IP核，基于現場可編程芯片（FPGA）的嵌入式系統開發與應用。

6.納米金屬電子和光學特性研究。對貴金屬納米顆粒的電子和光學特性進行研究。将納米貴金屬顆粒應用于環境檢測、化學測量和生物傳感。