丝线藏“芯”破局刚性桎梏 复旦纤维芯片重构柔性电子新生态

在硅基芯片统治电子世界半个多世纪的今天，刚性载体早已成为柔性电子向前探索的“隐形天花板”——智能穿戴的芯片只能嵌在厚重表盘，医疗植入设备因形态限制难以适配人体曲线。而复旦大学团队的一项突破性研究，正让纤细的纤维成为打破桎梏的钥匙。而彭慧胜、陈培宁教授领衔的科研团队，研发的一款可弯可织、藏“芯”于内的纤维芯片横空出世，成功的为柔性电子系统开辟了全新集成路径。

这款看似与普通纤维无异的创新器件，实则是材料科学与微电子技术跨界融合的结晶。不同于硅基芯片的“块状思维”，团队另辟蹊径，将芯片从“立体硬块”拆解为“线性集成体”，如同把精密仪器的核心部件巧妙编织进丝线之中。其背后独 创的多层旋叠架构，灵感源自“卷寿司”的层层包裹——先在平面基底完成高分子表面的高精度加工，再像卷制寿司般逐层旋叠成纤维，既最大化利用内部空间实现高密度集成，又保留了纤维柔软可编织的本征特性。

这份巧思的落地，攻克了柔性芯片领域的三道“卡脖子”难题。纤维曲面的不平整，曾是电路精准印刷的致命障碍，团队通过纳米级表面处理工艺，将高分子基底粗糙度磨至1纳米以下，相当于把桌面打磨得比镜面还要光滑百倍；光刻过程中的化学溶剂侵蚀，被特殊工艺制备的防护层巧妙抵御，如同为电路穿上了“防腐铠甲”；而多层旋叠的结构设计，让芯片可承受1毫米半径弯曲、20%拉伸形变，即便经水洗、碾压，性能依旧稳定，彻底摆脱了传统芯片“一弯就断”的脆弱短板。

作为仪器设备领域的核心突破，纤维芯片的性能表现与技术创新点高度聚焦，诸多关键指标刷新了柔性电子领域的认知，其核心亮点可概括为三大维度：

一是高密度集成与卓越运算性能：芯片集成密度实现跨越式突破，仅1毫米长的纤维段就能集成数万个晶体管，性能直接比肩专业医疗植入式芯片；若延伸至1米长度，集成量有望突破百 万级，达到经典CPU的运算水平，彻底打破“柔性即弱能”的行业偏见。同时，其光刻精度跻身实验室级光刻机顶尖行列，成功实现电阻、电容、二极管、晶体管等电子元件的高精度互连，为功能集成奠定坚实基础。

二是柔性与超 强稳定性：在保留纤维柔软可编织本征特性的同时，芯片展现出极强的环境适应性与形变耐受性——可承受1毫米半径弯曲、20%拉伸形变，经水洗、碾压等日常场景考验后，核心性能依旧稳定，彻底摆脱了传统硅基芯片“一弯就断”的脆弱短板，为穿戴、植入等场景提供了可行性。

三是全闭环功能与独立运行潜力：基于高精度元件互连技术，芯片未来可直接集成发光、传感等功能模块，构建无需外接设备的全闭环电子系统，甚至有望实现自供能，推动柔性电子从“依附式”辅助器件，向“独立式”核心终端跨越，重构柔性电子的应用逻辑。

这份兼具性能与柔性的突破绝非一蹴而就，而是团队十余年深耕纤维电子领域的厚积薄发。自2008年起，彭慧胜团队便在该领域默默耕耘，先后研发出30余种功能纤维器件并推动部分成果产业化，也正是这段实践经历，让团队深刻洞悉到“纤维形态芯片”是制约行业规模化应用的核心瓶颈。2020年，团队正式启动纤维芯片攻关项目，近五年时间里，从材料改性到工艺标准化，从实验室原型打磨到可量产路线搭建，一步步将“让芯片变柔软”的设想落地为现实。

在应用场景的探索中，纤维芯片正展现出穿越边界的强大潜力。在脑机接口领域，50微米超细芯片可精准采集神经信号，信噪比达到商用水平，为神经疾病治疗与脑科学研究搭建起柔性桥梁；在电子织物领域，单根纤维即可集成像素阵列，未来衣物有望变身可交互的“智能屏”，让科技真正与人体无缝融合；在医疗健康领域，团队已与中山医院携手，探索其在心血管介入器械中的应用，为精准医疗注入新动能；而在虚拟现实领域，搭载该芯片的柔性触觉手套，能精准模拟触觉反馈，为远程手术、虚拟交互等场景提供核心支撑。

“长远来看，我们希望有一天，基于纤维芯片的电子织物，能像手机、电脑一样进行高效的信息交互。”陈培宁的话语中，藏着对柔性电子未来的期许。当前，团队正加速推进跨学科协作与产业合作，聚焦材料与工艺优化，全力提升芯片良率与集成度。

从实验室的纤细丝线，到未来可编织进生活的智能载体，复旦纤维芯片的问世，不仅打破了硅基芯片的形态桎梏，更重构了柔性电子的产业生态。它让我们看到，未来的电子设备或许不再是冰冷的硬块，而是能融入衣物、贴合肌肤、藏于生活角落的柔性存在，为仪器设备领域开辟出一条“柔中带劲”的创新之路。