1月22日，据复旦大学官微 ，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彭慧胜、陈培宁团队突破传统芯片硅基研究范式
，近日率先提出并制备“纤维芯片”，相关成果以《基于多层旋叠架构的纤维集成电路》为题于北京时间1月22日凌晨发表于国际期刊《自然》（Nature）
。

　　“纤维芯片 ”在手指上的打结照片

　　记者从复旦大学获悉 ，该研究得到国家自然科学基金委 、科技部
、上海市科委等项目支持。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教授彭慧胜、陈培宁为本论文通讯作者
，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
”到底有何神奇之处？

　　“纤维芯片”概念图

　　“形象的说，通过‘纤维芯片’ ，未来的衣服有望可以直接播放视频
，手套能精准模拟触感，甚至一根细如发丝的纤维 ，就能完成脑电信号的探测与处理
。 ”王臻对记者展望道。

　　王臻说
，和普通芯片不同，“纤维芯片
”不仅保持了纤维柔软
、可编织的本征特性 ，更实现了电阻、电容 、二极管、晶体管等电子元件的高精度互连，光刻精度达到了实验室级光刻机最高水平 。基于“纤维芯片”
，未来人类可将发光
、传感等模块直接集成在一根纤维上，形成无需外接设备的全闭环系统 ，甚至实现自供能
。

　　陈培宁介绍
，根据实验推算显示，按照目前实验室级1微米的光刻加工精度 ，长度为1毫米的“纤维芯片 ”可集成数万个晶体管
，其信息处理能力可与一些医疗植入式芯片相当。若“纤维芯片
”长度扩展至1米，其集成晶体管数量有望提升至百万级别 ，达到与经典计算机中央处理器相当的集成水平 。

　　“一根头发丝粗细的纤维
，就能集成传感、处理 、刺激反馈等闭环功能，这在过去是不小的挑战
。”陈培宁表示 ，这项研究成果有望为脑机接口
、电子织物、虚拟现实等多个领域变革发展提供有力支撑。

　　据介绍
，在脑机接口领域，“纤维芯片 ”有望破解传统设备瓶颈 ，为脑科学研究和脑神经疾病治疗提供新的工具 。目前，脑机接口的神经探针需连接外部信号处理模块
。团队初步实验验证
，基于“纤维芯片
”，可在直径低至50微米的超细纤维上 ，集成1024通道/厘米的高密度传感—刺激电极阵列与信号预处理电路
，其柔性与脑组织相当，生物相容性良好 ，采集的神经信号信噪比达7.5dB
，与商用设备持平。“通过持续攻关，有望在一根纤维内实现更多 、更复杂的闭环功能 。”陈培宁说。

　　众多脑机接口行业人士也对该“黑科技 ”充满期待
。

　　中国科学院副研究员
、明视脑机创始人刘冰对上海证券报记者表示 ，这项发表于《自然》的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一种极具颠覆性的工程方案。其核心突破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）形成软硬结合的力学结构，不仅极大地降低了弯曲刚度 ，有效解决了传统硅基芯片与脑组织的机械模量失配问题
，还实现了每厘米10万个晶体管的高密度集成 。这种纤维具备卓越的耐用性及原位信号放大能力，信噪比表现优异
。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智能微创探针形态，为解决长期植入损伤和信号传输噪声提供了理想的路径
，标志着植入探针从被动采集电极向主动智能终端跨越的重要一步。

　　“有些环境是需要柔性材料的，比如植入体内的电子设备 ，柔性材料肯定比刚性材料好 。”另一位行业人士对上海证券报记者表示
。

　　“纤维芯片
”的另一大应用场景是电子织物。据介绍
，有了“纤维芯片”的加持，普通衣物也能变身“交互屏 ” 。

　　陈珂说 ，借助“纤维芯片
”的有源驱动电路
，单根纤维可集成高密度像素点阵列
。这意味着，人们今后或许无需掏出手机 ，袖口就能显示导航；运动时
，衣服可实时显示生理健康数据，甚至播放视频。

　　在虚拟现实领域 ，“纤维芯片”也能发挥重要作用 。据介绍
，传统触觉交互手套依赖硬质传感器和芯片，难以紧密贴合皮肤 ，在远程手术等精细操作中存在局限
。基于“纤维芯片 ”的智能触觉手套兼具全柔性与透气性，可集成高密度传感与刺激阵列
，更精准模拟不同物体的力学触感。“医生戴着它做远程手术，能清晰感知脏器硬度；游戏玩家佩戴时 ，能逼真触摸虚拟道具
，就像拥有了‘第二皮肤’ 。
”王臻解释道。

　　展望未来，团队希望进一步加强跨学科协作与产业合作 ，通过材料与工艺的优化
，提升芯片良率和集成度，推动“纤维芯片”在更多领域实现高质量应用
。

　　“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。 ”陈培宁说 。

（文章来源：上海证券报）