复旦大学彭慧胜、陈培宁团队在芯片领域取得重大突破，成功研发出具有创新性的“纤维芯片”，相关研究成果以《基于多层旋叠架构的纤维集成电路》为题，在国际顶级期刊《自然》（Nature）上发表。这一突破颠覆了传统芯片以硅基为主导的研究范式，为多个前沿科技领域的发展开辟了新的可能性。
“纤维芯片”不仅保留了纤维材料柔软、可编织的特性，还实现了电阻、电容、二极管、晶体管等电子元件的高精度互连。其光刻精度达到实验室级光刻机的最高水平，为未来电子设备的集成化、柔性化提供了全新思路。据研究团队介绍，长度为1毫米的“纤维芯片”在实验室级1微米的光刻加工精度下，可集成数万个晶体管，信息处理能力与部分医疗植入式芯片相当。若长度扩展至1米，其晶体管集成数量有望突破百万级别，达到经典计算机中央处理器的集成水平。
该成果的背后，离不开国家自然科学基金委、科技部、上海市科委等项目的支持。复旦大学纤维电子材料与器件研究院、高分子科学系、先进材料实验室、聚合物分子工程全国重点实验室的科研人员通力合作，彭慧胜、陈培宁教授为论文通讯作者，博士研究生王臻、陈珂和博士后施翔为共同第一作者。
“纤维芯片”的潜在应用场景广泛，尤其在脑机接口、电子织物和虚拟现实领域展现出巨大潜力。在脑机接口领域，传统设备因机械模量失配问题难以长期植入，而“纤维芯片”通过软硬结合的力学结构，显著降低了弯曲刚度，生物相容性优异。初步实验表明，基于“纤维芯片”的神经探针可在直径50微米的超细纤维上集成高密度传感—刺激电极阵列与信号预处理电路，采集的神经信号信噪比达7.5dB，与商用设备持平。这一突破有望为脑科学研究和神经疾病治疗提供新型工具。
中国科学院副研究员、明视脑机创始人刘冰评价称，这项研究通过构建模量异质结构的纤维集成电路，为脑机接口行业提供了颠覆性方案。其核心在于利用高生物相容性的PDMS（聚二甲基硅氧烷）和Parylene（聚对二甲苯）形成软硬结合结构，不仅解决了机械适配问题，还实现了每厘米10万个晶体管的高密度集成。尽管有机半导体的电子迁移率不及硅基材料，但这种将传感、供能与计算集于单根纤维的形态，为解决长期植入损伤和信号噪声提供了理想路径。
在电子织物领域，“纤维芯片”可使普通衣物变身“交互屏”。研究团队成员陈珂介绍，借助其有源驱动电路，单根纤维可集成高密度像素点阵列。未来，人们或许无需依赖手机，袖口即可显示导航信息；运动时，衣物可实时监测生理数据甚至播放视频。这一特性将彻底改变可穿戴设备的形态与功能。
虚拟现实领域同样受益匪浅。传统触觉交互手套因依赖硬质传感器，难以贴合皮肤，在远程手术等精细操作中存在局限。而基于“纤维芯片”的智能触觉手套兼具柔性与透气性，可集成高密度传感与刺激阵列，精准模拟不同物体的力学触感。王臻举例称，医生佩戴此类手套进行远程手术时，能清晰感知脏器硬度；游戏玩家则可逼真触摸虚拟道具，仿佛拥有“第二皮肤”。
目前，研究团队正致力于通过跨学科协作与产业合作，优化材料与工艺，提升芯片良率和集成度。他们希望推动“纤维芯片”在更多领域实现高质量应用，为柔性电子技术的普及奠定基础。
