复旦团队全球首创“纤维芯片”：柔软可编织，为新兴产业带来可能

在科技探索的征程中，复旦大学科研团队取得了一项引人瞩目的成果，为纤维器件的规模应用带来了新的曙光。该团队突破传统芯片集成电路的硅基研究模式，创新性地通过设计多层旋叠架构，在弹性高分子纤维内部成功实现了大规模集成电路，打造出具有独特优势的“纤维芯片”。

传统纤维电子系统在集成方面存在明显短板，普遍依赖连接硬质的块状芯片电路。这种集成范式不仅导致系统内电路连接复杂且不稳定，还与纤维本身所具备的柔性、透气性、轻量化以及穿戴舒适性等应用要求产生根本性矛盾，严重限制了纤维器件领域的发展。而“纤维芯片”的出现，有望打破这一困境，摆脱过去纤维系统对外部信息处理设备的依赖，在多个领域展现出广阔的应用前景。

在脑机接口领域，“纤维芯片”展现出巨大的潜力。传统脑机接口的电极通常需要连接硬质的外部信号处理模块，而基于“纤维芯片”技术，有望在一根极其纤细、类似头发丝的纤维内，集成“传感 - 信号处理 - 刺激输出”的闭环功能系统。科研团队初步验证，在直径低至50微米的超细纤维上，能够同时集成高密度传感 - 刺激电极阵列与信号预处理电路。这种纤维系统不仅具有与脑组织相当的柔性，还具备良好的生物安全性，所采集的神经信号信噪比与商用外部信号预处理设备相当，有望为脑科学和脑神经疾病的诊断与治疗提供全新的工具。

电子织物被视为可穿戴设备的终极发展形态，然而其核心挑战在于如何实现“全柔性”的织物系统。“纤维芯片”为解决这一难题提供了可能。基于该技术，有望无需外接处理器，直接编织构建柔软、透气的全柔性电子织物系统。例如，借助“纤维芯片”内置的有源驱动电路，可在织物中实现动态像素显示，为电子织物的发展开辟新的道路。

在虚拟现实领域，目前触觉接口高度依赖块状硬质信号处理模块，这使得其与皮肤柔性表面的贴合度不足，难以实现精准细致的信号采集与输出，在远程医疗机器人手术等精细操作场景中局限性尤为明显。而基于“纤维芯片”所构建的智能触觉手套，兼具高柔性与透气性，与普通织物并无二致，有望改善这一状况。

“纤维芯片”不仅在应用场景上具有独特优势，其性能也十分优异。与传统芯片相比，它具有出色的柔性，能够耐受弯曲、拉伸、扭曲等复杂形变，如承受1毫米半径弯曲、30%拉伸形变、180°/厘米扭转等变形。即便经过水洗、高低温、卡车碾压等极端条件考验，仍能正常工作。

“纤维芯片”的研发涉及多个学科领域，材料制备涉及化学，设计电路涉及信息、电子等。该科研团队依托纤维电子材料与器件研究院，近年来组建了一支多学科交叉的研究队伍，建立了涵盖化学合成、器件构建、光刻微纳加工和中试概念验证的全链条研究平台。还得到了校内集成电路与微纳电子创新学院、生物医学工程与技术创新学院、电镜中心等多个团队的协作支持。

团队中的科研人员表示，从事“纤维芯片”研究，空白的知识背景有时反而成为优势。例如，对于集成电路和芯片的陌生，让他们敢于突破传统思维，大胆设想将硬质芯片做软，探索其应用于传统芯片无法涉足的领域。不过，围绕“纤维芯片”的研究仍有许多工作要做。团队期望继续与不同学科的学者协同攻关，通过合成制备先进半导体材料，进一步提升器件集成密度和信息处理性能，以满足更复杂的应用场景需求。在规模化制备和应用方面，团队已建立了自主知识产权体系，期待与产业界加强合作。