大尺寸电子级硅单晶炉是生产集成电路用硅单晶材料的关键技术装备，在集成电路产业链中居首要地位，其核心技术和产品长期为极少数国外公司所垄断，并实行严格的技术保密，成为制约我国集成电路产业发展的主要瓶颈之一。2003年起，在国家科技重大专项（02）、国家“863”计划重大项目、国家“973”计划等项目的支持下，课题组围绕极大规模集成电路用硅单晶生长机理与建模、关键变量检测、核心工艺与控制方法、整机设计与装备制造等关键问题，开展了基础理论、技术研发、产品设计、装备制造以及推广应用等方面的工作，取得了重要成果。
      1.主持制定了12英寸电子级硅单晶炉的总体设计方案、关键技术与核心部件的工艺路线；提出了磁场、流场、热场等多场相互耦合作用条件下，三维温度场建模方法、热系统设计理论和方法，为大尺寸电子级硅单晶炉整机优化设计、精密加工制造、工艺过程控制奠定了基础。
      2.发明了硅单晶直径、熔硅液面位置和籽晶与液面接触等关键物理量的检测方法，解决了在复杂环境下信号检测和处理的难题，满足了电子级硅单晶生长工艺要求；提出了非对称磁场结构对改善硅单晶品质的作用机理，发明了CUSP磁场的工程设计方法和制造工艺，研制成功国际首台非对称CUSP磁场装置，实现了磁控条件下对硅晶体中氧、碳含量及杂质分布的有效控制。
      3.提出了电子级硅单晶生长工艺和控制方法；提出了通过控制宏观物理量改变硅单晶内部微观粒子分布及形态变化的方法；研制成功既满足电子级硅单晶生长工艺要求又符合国际质量标准的智能化硅单晶生长网络控制系统。
      4.主持研制成功我国首台极大规模集成电路用12英寸硅单晶炉及系列产品，并已通过产业化考核和国家验收，打破了国外产品的垄断和技术封锁，整机性能处于国际领先水平。
      国际知名电子级硅单晶炉制造企业—德国PVA公司评价上述工作“开创了中国电子级单晶炉制造产业的新纪元，达到国际主流产品技术水平”，并已与课题组进行实质性合作，签署在中国进行产业化生产的合作意向书；中国科学院、中国工程院5位院士及有关专家评价所获成果“具有原始创新，填补了国家空白，对提高我国集成电路重大装备的技术水平和制造能力，摆脱在此领域受制于人的局面具有重大意义”。