陽明交通大學國際半導體產業學院將針對半導體產業即將面臨之三大挑戰：莫爾定律的持續延伸（More Moore）、後莫爾定律的異質整合（More than Moore）及超越CMOS的下世代元件（Beyond CMOS）規劃兩個研究領域，分別為「固態電子元件及材料領域」，探索摩爾定律之極限、研發下世代固態元件及半導體材料分析等；「晶片設計與微系統整合領域」，探索奈米電路設計技術、研發高性能系統晶片/系統封裝(SoC/SiP)整合技術，以因應半導體產業下一世代之發展趨勢。
半導體材料及固態電子元件領域
固態電子元件為所有半導體產業最上游的的基礎技術，其不斷地突破與創新無疑地是整個電子產業的推手。國內半導體產業產值龐大，不但是國內的龍頭產業亦是國際間的領導者，為確保未來世界級的競爭力，最根本的工作是優秀人才的培育。半導體製程包含相當多的步驟，像是晶片氧化層成長、微影技術、蝕刻、清洗、雜質擴散、離子植入極薄膜沈積等專業技術，完成整個積體電路實現的製程需要多達三百多個步驟。依循著過去四十多年來主宰龐大半導體產業發展的摩爾定律，最尖端的元件技術已推進至10奈米以下，是不折不扣的奈米科技，但許多根本的物理限制、量子效應、介面特性、製程變異性等，卻使未來元件的微縮與性能的提升遭遇到很大的挑戰。本領域的教育目標在養成未來前瞻固態電子元件工程師，透過多樣的專業課程，使學生成為在元件設計、可靠度分析、量子物理、材料科學與奈米製程技術上具備良好專業知識的整合人才，並透過堅強的專題研究群，引導學生投入前瞻固態電子元件領域，訓練嚴謹的研究能力與創新思維。
半導體晶片設計與微系統整合領域
因應5G行動通訊、物聯網、智慧機器人、人工智慧運算及深度學習技術、生醫電子等應用，半導體系統應用逐漸朝單晶片系統整合(SoC)及異質系統整合封裝(SiP)的方向發展。以人工智慧運算加速為例，將邏輯元件和記憶元件整合成更快速的特殊硬體計算單元，支持人工智慧及深度學習演算法所需的高效能即時運算，也發展出極為省電的晶片模組，為建立物聯網和自動化世界奠定良好的基礎。以生醫晶片為例，就包括了其中的系統設計、生物與電子元件系統的整合、晶片的製作、關鍵技術的發展、整合設計平台之研發。未來對於輕薄短小、省電及高效能運算的需求只會不斷擴大，面對這樣的產業趨勢，半導體科技在整合應用上必須跑得更快，才能將我們推向更便利更永續的未來。本研究群主要針對以上系統專注在「元件層次電路設計研究」及「系統層次電路架構開發」。元件層次的電路設計是以電路技術充分發揮電子元件的特性，以實現出高性能的積體電路；系統層次電路架構設計將針對系統應用及製程封裝技術，開發關鍵電路矽智財及進行系統效能分析，以實現系統晶片及異質系統整合。本領域的教育目標在培植熟悉不同領域的人才，在進行異質整合的創新上，能夠發展出一個可靠而有效率的研發平台。