主要从事相变存储器基础与产业化研究。作为项目骨干参加国家集成电路重大专项、国家重点基础研究发展计划、国家高技术研究发展计划、上海市科委等科研项目10余项。作为负责人承担多项国家自然科学基金面上项目、青年项目、上海市自然基金面上项目等。
宋三年长期从事相变存储器领域研究工作，在新型相变材料开发，选通管材料与相变存储器加工工艺研究等领域取得多项创新性成果。在Angewandte Chemie International Edition 、ACS Applied Material and Interfaces等期刊发表了SCI论文190余篇，获授权中国发明专利26项，美国专利1项。获得2019年中国材料研究学会科学技术奖一等奖，2018年上海市科学技术发明奖二等奖，第20届中国工业国际博览会创新银奖，第五届“纳米之星”创新创业大赛一等奖等奖项。