实验室聚焦高能效系统芯片及其核心IP设计，开展数字、射频与数模混合信号集成电路设计创新研究，同时进行MOS新器件新工艺和纳米尺度集成电路设计方法学的研究。
实验室三个主要研究方向及凝练的研究工作重点： 

（1）系统芯片设计及应用
        高能效处理器与系统芯片设计
        面向以纳米尺度集成电路先进工艺和核心知识产权核复用为支撑的片上系统芯片的高能效、多功能化技术发展趋势，研究平台化的片上系统芯片架构与实现技术，实现可重构可编程、高数据处理能力、以及高能效的片上系统芯片，满足现代电子系统要求。
        主要开展处理器指令集体系、架构与多核通信机制、嵌入式处理器、片上存储器、可编程逻辑器件、系统芯片设计平台技术和低功耗电路设计技术等研究，形成高水平的基于核心IP的高能效系统芯片设计平台。

        高性能射频与混合信号集成电路设计
        根据现代电子系统高数据率、高能效的要求以及纳米尺度器件的特点，研究射频与混合信号电路的结构与实现，特别是采用数字辅助技术，实现高频、宽带、高稳定度、低功耗、先进工艺相关度等特征，满足系统芯片的要求。
        主要开展数字辅助和多模可重构射频收发器、微功率自供电芯片、毫米波集成电路、高速高精度高能效模数转换器、先进电源管理芯片技术等研究。

（2）芯片设计方法学与设计自动化
        芯片设计方法学与设计自动化方向为集成电路的设计和工艺方向提供基础性支撑，研究超大规模、超高速集成电路的快速准确建模、分析与优化方法，一方面突破设计复杂度急剧膨胀难题，另一方面突破纳米工艺导致的可制造性和成品率瓶颈问题。
        主要开展超大规模互连线的参数提取、模型降阶和综合，模拟电路的行为级描述语言VHDL－AMS、建模、分析和综合优化，集成电路的物理设计、可制造性设计等方向的研究，突破纳米尺度集成电路设计自动化的计算复杂度、可制造性等瓶颈问题。

（3）集成电路器件与工艺
        近年来，集成电路制造已经进入20纳米及以下MOS工艺节点，纳米尺度的新器件新工艺将是集成电路制造水平不断进步的核心技术，同时可制造性设计与良率提升技术也是纳米尺度制造工艺走向产业化的重要保障。
        根据摩尔定律，未来5-10年是集成电路技术出现颠覆性突破的高发期，本方向将抓住此机会窗口，主要将开展纳米MOS新器件新工艺（如FinFET、TFET、SFGT、新型存储器等）、微纳电机系统（MEMS或NEMS）研究，在新结构、新器件和新工艺的基础研究上，取得突破性进展。