中国研制纤维芯片成果再登顶刊!“头发丝里实现大规模集成电路”
第一财经·2026-01-22 10:10

技术突破与核心创新 - 中国研究团队在国际上率先研制出“纤维芯片”,突破了传统硅基芯片范式,在一根比头发丝更细的纤维里构建起高密度集成电路 [1] - 研究团队参考“卷寿司”思路,在纤维内部构建螺旋式多层电路以提升空间利用率,按1微米光刻精度推算,1毫米长的纤维目前可集成1万个晶体管,1米长纤维的晶体管集成量可达经典计算机中央处理器水平 [4] - 团队实现了每厘米10万个晶体管的集成密度,其制备工艺使用等离子刻蚀技术将表面粗糙度降至1纳米以下,与现有成熟光刻工艺有效兼容,打破了“芯片只能刻在硅片上”的传统认知 [4] 性能与产品优势 - “纤维芯片”的信息处理能力与一些经典商业芯片相当,且具有高度柔软、适应拉伸扭曲等复杂形变、可编织等独特优势 [3] - 该芯片材料柔性极佳,能弯曲、拉伸、扭曲,甚至经得住十几吨卡车碾压,按工业标准水洗数十次后性能依然稳定,在100℃高温下也能正常工作 [5] - 基于“一根纤维就是一个微型电子系统”的设计理念,在单根纤维上可集成供电、传感、显示、信号处理等功能,无需外接处理器即可编织电子织物 [5] 应用前景与产业化 - “纤维芯片”有望为脑机接口、电子织物、虚拟现实等未来产业提供关键支撑 [3] - 具体应用场景包括:将衣服变成“智能显示屏”实现动态像素显示;制成智能触觉手套用于远程医疗机器人手术,提升人机交互体验 [5] - 在医疗器械领域,纤维芯片未来有望改变植入医疗器械规则,将电路和信号传输集成到纤维材料上极致压缩体积,为生物体内器械植入量身打造 [5] - 研究团队此前已创建30多种纤维器件,相关成果7次登上《自然》,部分技术已转让给国内头部企业,并率先建成发光纤维、纤维锂离子电池等产线,初步实现在汽车、服装等领域的应用 [3] 研发背景与战略意义 - 该原创研究成果来自聚合物分子工程全国重点实验室,复旦大学纤维电子材料与器件研究院、高分子科学系、先进材料实验室彭慧胜、陈培宁团队 [3] - “纤维芯片”并非为了取代传统硅基芯片,而是开辟了全新的应用路径,其优势在于极佳的柔韧性与集成度 [5] - 研究人员表示,该新研究思路有望给芯片产业提供新的借鉴,向另外一个赛道发展,未来可穿戴是重要方向,纤维是非常理想的载体 [4]

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