在机器人及其关键技术上，聚焦下一代自然智能机器人（类人脑机器人）相关的基础理论（基于人工智能的脑神经科学理论）、芯片、操作系统等方向开展基础及应用基础、工程化研究工作。
在半导体技术与装备上，围绕集成电路制造相关核心装备（如高端集成射频模块ATE测试系统、极紫外光刻机等）、新型电子信息材料等技术薄弱关键装备（如半导体外延材料生长设备等）、集成电路工艺高端装备中的关键核心零部件（如高精度薄膜真空计、远程等离子体源等）等领域开展研究。
在高端医疗装备方面，重点围绕分子诊疗、免疫与细胞工程、功能影像和中医药装备等面向生命健康领域的重大需求，开展基础性、战略性、前瞻性研究工作。
在新型显示装备领域，开展新一代信息技术中显示领域有机电致发光（OLED）材料、工艺以及装备研究, 解决包括有机小分子、聚合物、微纳米粒子、有机无机复合材料等的大面积阵列结构制备，研发有机微单晶阵列加工装备。
在先进遥感装备上，研制新一代高集成度一体化多传感器航空遥感系统设备，建立高集成度遥感时空谱信息采集、数据联合解算、数据智能化应用以及产业化的规范，形成遥感信息综合应用智能服务平台；同步开展卫星视频高分辨率动态监测相机及应用研究，实现超轻量化技术的工程化、产品化的商业应用。
在增材制造领域，围绕航空发动机和飞机关键零部件、定制化功能仿生PEEK骨植入物等领域开展新型增材制造材料、装备及工艺研究工作。
在新材料、新器件方面，聚焦材料分析测试中心建设、冲压模具智能设计与智能制造、新型氢能储运材料与装备研究、高性能亚稳金属材料研究、新型光声谱器件研究、新型光子阵列探测器研究、泛半导体材料、芯片及应用研究等研究方向。
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