复旦大学最新Nature论文：彭慧胜院士团队开发出首个“纤维芯片”，助力脑机接口/智能织物/VR设备发展

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

纤维电子设备正在将传统纤维和服装转变为新一代可穿戴设备，这些设备能够主动与人体和环境互动，从而塑造未来生活。

如今，纤维电子设备已实现了几乎所有期望的功能，例如供电、传感和显示功能。然而，可行的信号处理纤维——作为构建类似任何电子产品的智能交互纤维系统的核心——仍然是缺失的关键部分。

2026 年 1 月 21 日，复旦大学彭慧胜院士、陈培宁研究员作为通讯作者（王臻、陈珂、施翔为论文共同第一作者），在Nature期刊发表了题为：Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture 的研究论文。

该研究突破传统芯片硅基研究范式，率先提出并制备了“纤维芯片”，在弹性的高分子纤维内实现大规模集成电路，成功将供电、传感、显示、信号处理等多功能集成于一根纤维之内，为纤维电子系统开辟全新的集成路径，有望为脑机接口、电子织物、虚拟现实可穿戴设备等新兴产业提供强有力的技术支撑。

在这项最新研究中，研究团队通过创建具有前所未有的微器件密度和多模态处理能力的纤维集成电路（FIC）来填补纤维电子设备在信号处理中的空白。

研究团队跳出了“仅利用纤维表面”的惯性思维，提出多层旋叠架构（multilayered spiral architecture）的设计思路，就像“卷寿司”一样，先在弹性高分子表面完成高精度微纳加工，再把它“卷”成纤维形态，形成多层螺旋式旋叠结构，从而在纤维内部构建多层集成电路，最大化地利用纤维内部空间。

“纤维芯片”概念图

这种“纤维芯片”的集成密度达到每厘米10万个晶体管，有效满足了交互纤维系统的需求。“纤维芯片”不仅可以处理类似于典型商业算术芯片的数字和模拟信号，还能实现与最先进内存图像处理器相媲美的高识别精度神经计算。

“纤维芯片”的结构

研究它进一步证实，“纤维芯片”在恶劣使用条件下保持稳定，而这些条件是笨重和平面设备难以承受的，例如重复弯曲和磨损 10000 次、拉伸 30%、每厘米扭转 180 度，甚至被重达 15.6 吨的集装箱卡车碾压。

“纤维芯片”的稳定性和耐久性

“纤维芯片”的实现，使得在单根光纤中构建闭环系统成为可能，无需任何外部刚性且笨重的信息处理器。

研究团队进一步证明，这种完全灵活的纤维系统为许多尖端应用所需的交互模式铺平了道路，例如脑机接口、智能织物和虚拟现实可穿戴设备（例如支持远程手术的智能触觉手套）。该研究提出的新见解，可促进纤维设备向智能系统的发展。

智能纤维系统的集成与应用

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09974-0