1.先进逻辑器件
随着物联网、云计算、可穿戴设备、人工智能等新兴信息产业走向成熟，以功耗驱动为中心的集成电路技术将迎来极大的发展。为此，必须发展基于全新原理的新技术,以满足人类不断增长的对信息量的需求。探索新器件技术、寻找硅材料的替代者进而延续和拓展摩尔定律成为科学界和工业界共同关注的热点问题。新型二维半导体在极限的物理厚度下表现出优异的载流子输运特性，对后摩尔时代微纳电子器件的发展具有重大意义。目前，半导体领军企业如英特尔、台积电以及欧洲微电子中心等均将二维半导体作为未来微纳电子器件最具发展潜力的主要方向之一。
2.新型存储器件
由于内核存储器、主存储器、外部存储器之间均存在较大的读写速度差距,形成了制约整个系统性能的 “存储墙”。而随着处理器速度和核数的持续增长,存储墙对系统性能的限制愈发明显。因此,迫切需要研制新型存储器（铁电存储、磁存储等）以满足信息化发展对存储设备不断增长的高密度,低功耗和高速度的要求。
3.宽禁带半导体器件
功率半导体芯片是超越摩尔定律的重要组成部分，制造功率半导体芯片的材料从传统的Si向以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料发展。GaN和SiC等宽禁带半导体具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。