从沪上出发：“纤维芯片”如何编织三大未来产业？

基础研究是基石！

新年伊始的上海，复旦一篇关于“纤维芯片”的成果在《自然》主刊发表后火遍全网，更激起了产业界的广泛好奇——以脑机接口为代表的多个前沿产业，其技术路径很可能因此被重塑。连早已对顶刊成果“习以为常”的复旦，都将其放在界面首页，足见其含金量！

图片来源：复旦官微

到底是什么成果这么神奇？如果按照最浅显的语言解释，就是——让芯片上的晶体管住进了一座座“高楼大厦”，而且这高楼天生可以随时改变形状。单真实的情况，远比这更复杂，更精彩！

坚硬的芯片，

为什么需要“婀娜多姿”？

具体而言，根据复旦官微，该校的彭慧胜、陈培宁团队突破传统芯片硅基研究范式，率先提出并制备“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！

该成果于北京时间1月22日凌晨以《基于多层旋叠架构的纤维集成电路》（“Fibre integrated circuits by multilayered spiral architecture”）为题发表于《自然》（Nature）主刊，这就是本文一开头提到的，登上复旦官微封面的那项成果。

“冰冻三尺非一日之寒”，任何大成就，都是在小成就基础上取得的。同样，这并不是复旦该团队首次就该项目取得成果，反而是建立在之前一系列成果基础上的！

据复旦官微，该团队十几年来逐步拓展出包括发光、显示、储能、生物传感等在内的30多种功能纤维器件，相关成果7次登上《自然》（Nature）主刊，部分技术已实现产品落地并在汽车等领域得到应用。

好奇心，永远是探索世界的钥匙：团队之所以下定决心要研究“纤维芯片”，其实来源于一个看似简单的问题：传统芯片是硬质、片状的，能不能把它做成柔软的纤维？

确实，无论是CPU芯片，存储芯片，还是现在的“当红炸子鸡”GPU/TPU等各种AI相关芯片，无论功能有何差异，看起来都像是一堆“钢铁侠”，与“柔软”两个字半点不沾边。但很多前沿的场景应用，还偏偏要求芯片既要能够展现“婀娜多姿”的身段，又能保有一颗坚若磐石的心！

众所周知，“万物互联”的愿景即将来临，未来接入网络世界的，将不止局限于手机电脑，冰箱电视这些“大件”，我们身上穿的衣服、盖的杯子、用的所有器物，可能都成为网络的一个终端！

“工欲善其事必先利其器”，就像手机、电脑离不开芯片，不同功能纤维器件要想形成完整的系统，具备信息交互功能，也必须有自己的“大脑”：能够处理信息的核心芯片。如此，方可实现万物互联！

但是长期以来，纤维系统的集成普遍依赖连接硬质芯片电路板，这与纤维本身柔软、透气、可编织的特点格格不入。复旦团队做的，是让信息处理功能，直接和纤维融为一体，由此，就必须解决芯片的“柔性化”问题！

是“高楼大厦”

更是“折叠城市”

科学探索的道路从来没有一帆风顺的，资料显示，为了让芯片能够“灵活自如”，团队经过无数攻关实验，主要克服了三大难题：

首先是“软泥地上盖高楼”。他们通过等离子刻蚀等技术，将弹性高分子材料的表面粗糙度从几十纳米降至1纳米以下，为光刻电路提供了堪比硅晶圆的平整“地基”。

同时还有“兼容成熟的流水线”。他们开发的制备方法与现有芯片产业成熟的光刻工艺兼容，并设计了防护层抵御溶剂侵蚀，为未来规模化生产铺平了道路。

极致的空间利用更是产品成败的关键。通过“螺旋式旋叠结构”，他们实现了长度为1毫米的“纤维芯片”可集成数万个晶体管，其信息处理能力可与一些医疗植入式芯片相当。理论上，1米长的纤维可集成百万级晶体管，接近一些经典计算机处理器的水平。

所谓的“螺旋式旋叠结构”，其实说起来很简单：像“卷寿司”一样，先在弹性高分子薄膜上制作平面电路，再卷成多层螺旋结构（多层旋叠架构），这好比把一张画满精密电路的平面图纸，螺旋式地嵌入一根细线中，从而在极细的纤维内部最大化集成空间。这不但是让电路住进了“高楼大厦”，更是修起了一座“折叠城市”！

“纤维芯片”概念图

图片来源：复旦大学

虽然结构非常复杂，但特殊的高分子材料作为基底和封装，确保“高楼”的“地基”和“外墙”都极具弹性，整体可承受剧烈形变。不仅能耐受弯曲、拉伸、扭转等复杂形变，甚至被重达15.6吨的集装箱卡车碾压后，依然能够稳定工作！

总而言之，这项成果并非为了取代传统硅基芯片，而是开创了一个全新的赛道——纤维电子集成。它通过构建一座“柔软的大厦”，让电子系统从“附着于身体”真正走向了“编织进衣物、融合于组织”。

团队负责人表示，一根头发丝粗细的纤维，就能集成传感、处理、刺激反馈等闭环功能，这在过去是个不小的挑战。这项研究成果有望为脑机接口、电子织物、虚拟现实等多个领域变革发展提供有力支撑。这不但是美好愿景，也是正在发生的现实！

热门赛道

悄然布局

首先来看它在热门赛道“脑机接口”中的潜在应用：当前的脑机接口设备往往需要将探针植入大脑，然后再连接体外的一大堆硬邦邦的信号处理设备，既不方便也存在风险。

但有了“纤维芯片”，探针，或许可以如同“绵掌”一般柔软无痕！具体说来，研究人员能在比头发丝还细（直径仅50微米）的超细纤维上，直接集成两大核心功能：

一是超高密度的“传感——刺激”单元：密度达到每厘米1024个通道，这意味着它在极小的空间内能同时与大量的神经细胞进行精细的“对话”。二是初步的信号处理电路：相当于在纤维里内置了一个“微型指挥所”，可以对神经信号进行初步的整理和解读。

更重要的是这根纤维的柔软度与脑组织高度匹配，生物相容性良好。实测其采集的神经信号清晰度（信噪比达7.5dB），已与商用成熟设备持平。这意味着，它不再是以往那种需要复杂外接的刚性“入侵者”，而是有望成为与神经系统和谐共生的智能“守护者”，为脑科学研究和疾病治疗开辟充满希望的新路径。

纤维芯片改变的不仅是病人的治疗，还有健康人的穿戴，

现在织物显示已经不是尖端科技，但像一台只有屏幕、没有主机的“显示器”，只能展示固定的画面。而“纤维芯片”的厉害之处，在于它把处理信息的“大脑”（集成电路）直接织进了纤维里。单根纤维就能集成密密麻麻的微型“像素点”，让织物自己就能处理信息、驱动显示。

这意味着，未来的衣物很可能不止是一件衣服，而变身一台高精度计算机：

出行时，挥一挥袖口，不但能够带走云彩，还能看到实时导航地图，无需掏出手机。

运动时，衣服本身就能变成健康监测屏，实时跳动显示你的心率、步数。

甚至，在通勤路上，衣服的某一处可以直接播放视频，成为你的随身“第二屏”。

简而言之，“纤维芯片”让织物从被动显示的“幕布”，进化成能主动计算、交互的“智能设备”，真正将科技“穿”在了身上。但这远不止于“穿上科技”，而是一场虚拟现实的交互革命。

当前流行的头显设备虽带来视觉震撼，但其物理重量与交互的“单一性”（仅视听），让我们与虚拟世界始终隔着一层“无形的屏障”。而“纤维芯片”的目标是彻底颠覆：它将智能分布式地编织进手套与衣物，成为轻盈无感的“第二层皮肤”。

核心突破在于，它补全了虚拟世界最关键的真实感拼图——触觉。你的指尖得以“触摸”虚拟物体的质地，或在远程手术中“感受”组织的软硬。而这，正在成为现实：据研究团队成员介绍，目前，团队正与附属中山医院科研团队合作，探索将“纤维芯片“技术应用到心血管介入器械中，有望辅助医生更精准地完成手术。

这不仅是技术迭代，更是交互哲学的根本转变：从将沉重设备“放在头上”，到让智能本身“织入手心”、“融入肌理”。这也印证了，柔性、轻薄、无感化，正是虚拟现实与人机交互不可逆转的未来方向。

尾声

一篇关于“纤维芯片”的顶刊论文，不仅象征着复旦的学术突破，其深远意义更在于为多个产业赛道提供了颠覆性的底层解决方案，并再次彰显了基础研究驱动社会变革的核心价值。这项技术将如何具体地造福人类？答案，正随着每一根智能纤维的编织，徐徐展开。

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