复旦团队研制世界首款纤维芯片 可织入衣物 无惧卡车碾压

　　日前，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）主刊正式发表复旦大学彭慧胜教授与陈培宁研究员团队的最新研究成果《基于多层旋叠架构的纤维集成电路》。该研究成功在柔软高分子纤维内部构建出具备信息处理能力的大规模集成电路，被学界称为全球首款“纤维芯片”，标志着集成电路从传统平面硅基范式向三维柔性纤维形态迈出关键一步。

　　传统集成电路依赖平整的硅晶圆衬底，而纤维材料具有曲面结构、表面积有限，且所用弹性高分子难以耐受光刻工艺中的极性溶剂，同时需在拉伸、弯曲、扭转等复杂形变下维持电路稳定性——这些因素长期制约着柔性电子系统的集成化发展。针对上述挑战，复旦团队摒弃仅利用纤维表面的传统思路，创新提出“多层旋叠架构”：通过在纤维内部构建螺旋式堆叠的多层电路，最大化利用其内部空间，并实现晶体管、电阻、电容等元件的高密度互连。

　　经过近五年攻关，团队系统解决了三大技术瓶颈：一是采用等离子刻蚀技术将高分子表面粗糙度降至1纳米以下，满足光刻精度要求；二是在基底上沉积致密聚对二甲苯膜层，有效抵御溶剂侵蚀；三是通过“硬-软模量异质结构”设计，显著缓解形变引起的应变集中，确保电路在动态使用中稳定运行。目前，“纤维芯片”的晶体管集成密度已达10万个/厘米，光刻精度达到实验室级设备上限。

　　实测表明，该芯片可承受1毫米半径弯曲、20%拉伸形变、反复水洗乃至卡车碾压，性能无明显衰减。功能上，它不仅能执行基础数字与模拟运算，还可集成有机电化学晶体管以支持神经形态计算。按当前1微米工艺推算，1毫米长的纤维可集成约1万个晶体管，信息处理能力媲美部分医用植入芯片；若延伸至1米长度，晶体管数量有望突破百万级，接近经典CPU水平。

　　应用场景方面，“纤维芯片”为多个前沿领域提供新路径。在脑机接口中，其超细直径（可小于50微米）与类脑组织柔性的特性，支持构建“传感—处理—刺激”一体化闭环系统，有望提升神经信号采集信噪比与实时干预能力。在电子织物领域，芯片可直接编织入衣物，实现无需外接处理器的动态显示、健康监测甚至视频播放功能。在虚拟现实与远程医疗中，基于该芯片的智能触觉手套可高精度模拟物体力学反馈，适用于手术组织硬度感知等精细操作。

　　值得注意的是，该制备工艺与现有半导体光刻产线兼容，已初步验证规模化制造可行性。复旦大学表示，团队正推进自主知识产权布局，并寻求与上下游产业合作，加速技术转化。此项成果不仅拓展了集成电路的物理形态边界，也为柔性电子、可穿戴系统及人机融合技术开辟了全新集成范式。