顛覆認知！復旦 "頭發(fā)絲級" 纖維芯片登《自然》，未來芯片能穿在身上？

一根比頭發(fā)絲還細的纖維，竟能承載高密度集成電路并實現(xiàn)復雜信息處理？這一看似科幻的設想，如今被中國科研團隊變?yōu)楝F(xiàn)實。

北京時間1月22日零時，國際權威學術期刊《自然》（Nature）刊發(fā)了復旦大學彭慧勝/陳培寧團隊的原創(chuàng)成果——國際上首款可彎曲、可編織、能耐受復雜形變的"纖維芯片"。這項突破傳統(tǒng)硅基芯片平面范式的技術，不僅信息處理能力媲美經(jīng)典商業(yè)芯片，更有望為腦機接口、電子織物、虛擬現(xiàn)實等未來產(chǎn)業(yè)打通核心技術瓶頸，引發(fā)全球科技界與產(chǎn)業(yè)界高度關注。

據(jù)了解，復旦大學纖維電子材料與器件研究院、高分子科學系彭慧勝院士、陳培寧教授帶領團隊，歷經(jīng)十余年深耕與五年集中攻關，終于攻克了"在柔性纖維中集成高密度集成電路"的世界性難題。傳統(tǒng)硅基芯片依賴平面硅晶圓載體，質地堅硬、無法彎曲拉伸，難以適配可穿戴、植入式等新興應用場景，而復旦團隊跳出慣性思維，提出"多層旋疊架構"設計理念，在直徑不足百微米（僅為頭發(fā)絲直徑的1/5-1/2）的彈性高分子纖維內(nèi)部，構建起包含數(shù)萬晶體管的完整集成電路系統(tǒng)。

這款"纖維芯片"的核心優(yōu)勢的體現(xiàn)在三大維度。其一，性能達標且集成度高，長度僅1毫米的纖維芯片，晶體管集成密度可達每厘米10萬個，信息處理能力與醫(yī)用植入式芯片等經(jīng)典商業(yè)芯片相當，若將纖維長度延伸至1米，集成晶體管數(shù)量有望突破百萬級，接近傳統(tǒng)計算機CPU的集成水平。其二，形態(tài)柔性遠超傳統(tǒng)芯片，可耐受反復拉伸、扭曲、打結甚至卡車碾壓，仍能穩(wěn)定保持信號傳輸與信息處理功能，徹底解決了硬質地芯片與柔性應用場景的適配矛盾。其三，制備工藝兼容產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，團隊開發(fā)的技術可與現(xiàn)有芯片光刻制造工藝高效兼容，通過研制原型裝置和標準化流程，已實現(xiàn)實驗室級規(guī)?；苽?，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實基礎。

作為突破傳統(tǒng)芯片范式的原創(chuàng)成果，"纖維芯片"的問世將撬動多個未來產(chǎn)業(yè)的變革。在腦機接口領域，其直徑可低至50微米，模量與人體腦組織相當，可集成"傳感-信號處理-刺激輸出"閉環(huán)系統(tǒng)，采集的神經(jīng)信號信噪比媲美商用設備，能大幅降低植入式腦機接口的免疫排斥風險和組織損傷，為癲癇、帕金森等疾病的精準治療及消費級腦機接口應用打開新空間。

在電子織物領域，"纖維芯片"可直接與普通纖維編織融合，無需外接剛性處理器，就能打造出柔軟、透氣、可水洗的全柔性智能衣物。例如，集成該芯片的智能外套可實時監(jiān)測心率、體溫等生理數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸同步至終端設備，徹底改變當前可穿戴設備"功能與舒適性矛盾"的現(xiàn)狀。而在虛擬現(xiàn)實領域，基于纖維芯片的智能觸覺手套，能精準模擬不同物體的力學觸感，可廣泛應用于遠程手術組織硬度感知、虛擬道具交互等高端場景。

彭慧勝院士在接受采訪時表示，團隊早在10多年前就開始聚焦"纖維器件"研究，2021年曾成功研發(fā)"智能顯示布"并登上《自然》，此次"纖維芯片"的突破，實現(xiàn)了從"單一功能器件"到"多功能信息處理系統(tǒng)"的跨越。"纖維芯片不是要替代硅基芯片，而是在柔性應用場景中拓展集成電路的物理邊疆，"陳培寧教授補充道，這項技術的核心價值，是讓電子設備從"塊狀、剛性"走向"絲狀、柔性"，最終實現(xiàn)"電子即織物、織物即系統(tǒng)"的未來形態(tài)。

業(yè)內(nèi)專家普遍認為，復旦團隊的這項成果，標志著中國在柔性電子、纖維電子領域已占據(jù)全球原創(chuàng)技術制高點。歐盟相關戰(zhàn)略報告曾預估，智能纖維和織物領域未來全球市場規(guī)模將達萬億歐元級別，而"纖維芯片"正是開啟這一藍海市場的核心鑰匙。其不僅將推動柔性電子材料、專用制造設備等上游產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，更將帶動腦機接口、智能穿戴、虛擬現(xiàn)實等下游應用領域的技術升級與場景落地。

目前，已有多家科技企業(yè)、醫(yī)療設備廠商與復旦團隊對接，探討技術轉化與合作事宜。隨著后續(xù)產(chǎn)業(yè)化進程的推進，"纖維芯片"有望逐步走進日常生活，從醫(yī)療健康、運動健身到智能穿戴、人機交互，為人們的生活方式帶來革命性改變，同時為中國未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強勁的科技動能。

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