本方向按照新型逻辑器件及核心工艺技术研究，新型存储和存算一体化器件及集成技术研究，新型架构的芯片设计技术研究以及其他创新研究等重点方向部署研究任务。
1. 新型逻辑器件及核心工艺技术研究
面向后摩尔时代集成电路制造技术的多样性与不确定性等特点，开展新结构、新原理器件的基础理论研究与前瞻性关键工艺技术攻关。
重点部署以下方向：
（1）水平堆叠的纳米线/纳米片围栅器件（H-GAA）、垂直纳米线/纳米片围栅器件（V-GAA）等新结构器件；
（2）隧穿型晶体管（TFET）、负电容晶体管（NCFET）和冷源晶体管等新原理器件；
（3）变革性器件原理和技术。
2. 新型存储和存算一体化器件及集成技术研究
突破 “冯 · 诺依曼” 体系架构的限制与传统CMOS器件的发展瓶颈，开展新型存储和存算一体化器件的基础研究与架构集成核心技术攻关.
重点部署以下方向：
（1）新型存储和存算一体化器件的设计与工艺开发，包括阻变存储器、磁存储器、相变存储器和铁电存储器等；
（2）基于新型存储器件的存算一体架构设计与芯片关键技术研究；
（3）基于异构异质集成技术的三维系统设计与新型芯片研制等。
3. 新型架构的芯片设计技术研究
面向人工智能、大数据等高能效计算的需求，开展新型计算架构和设计方法学的基础研究和核心技术攻关。
重点部署以下方向：
（1）基于新型架构的芯片设计、系统级建模及快速原型设计方法；
（2）可重构计算理论、架构设计、编译技术及关键电路；
（3）近似计算、随机计算等新原理设计方法及关键电路。
4. 其他
鼓励与集成电路产业相关的各项创新。