核心观点 - 复旦大学研究团队成功研发出一种全新的柔性信息处理器件——纤维芯片 该芯片在柔软、弹性的高分子纤维内制造出大规模集成电路 实现了芯片形态从“硬片”到“软线”的根本性转变 有望为脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴产业的发展提供有力支撑 [1][2] 技术突破与创新 - 研究团队打破了传统硅基芯片的研究范式 提出了“多层旋叠架构”的设计思路 在纤维内部构建多层集成电路形成螺旋立体结构 以最大化利用纤维内部空间 [2] - 基于该架构预测 以目前实验室级的光刻精度 在一根一米长的纤维芯片中 晶体管集成数量有望达到百万级别 超过经典计算机中央处理器的晶体管集成水平 [2] - 团队历时5年攻关 开发出能在弹性高分子材料上直接光刻高密度集成电路的制备路线 实现了在纤维中每厘米10万个晶体管的高密度集成 [3] - 制备方法通过等离子刻蚀降低纤维表面粗糙度 并沉积聚对二甲苯纳米薄膜作为“柔性盔甲” 形成“软—硬交替”的异质结构 使电路在弯曲、拉伸乃至卡车碾压后性能依然保持稳定 [3] - 该制备方法与目前主流的芯片制造工艺兼容 已在实验室实现成卷、可规模化的制备 为从实验室走向产业应用奠定了良好工艺基础 [4] 应用前景与潜力 - 纤维芯片有望推动智能实现从“嵌入”到“织入”的转变 为纤维电子系统集成提供新路径 [5] - 在电子织物领域 直接编织集成发电、储能、传感、显示与信息处理功能的纤维 有望构建出全柔性、透气、可穿着的智能织物系统 未来手机或电脑可能成为一件衣服 [6] - 在脑机接口领域 团队已能在直径仅50微米的纤维上 同时集成高密度传感/刺激电极阵列和信号预处理电路 实现植入脑内的同时原位完成神经信号的高灵敏度感知与初步处理 提升了植入的微创性和长期安全性 [6] - 团队展示了一款集成纤维芯片的触觉手套 外观与普通手套无异 但可以精准模拟握持不同物体的真实触感 为元宇宙交互、远程精细手术操作提供了新的可能 [6] 未来发展规划 - 团队计划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 [7] - 在规模化制备和应用方面 团队已建立自主知识产权体系 并期待与产业界加强合作 推动实现更广领域的高质量应用 [7]