“纤维芯片”突破硅基形态边界:发丝级器件密度打开可穿戴计算新空间

电子信息技术逼近物理极限的背景下,传统硅基芯片的刚性形态越来越难以适配可穿戴设备、植入式医疗等新兴应用。如何让电子器件与人体组织更好地贴合与协同,成为国际科研领域持续攻关的难题。复旦大学彭慧胜、陈培宁领衔的跨学科团队,通过材料与工艺创新,将晶体管阵列集成在直径不足100微米的聚合物纤维上。研究显示,这种纤维在具备接近商业芯片的运算能力的同时,可承受30%以上的拉伸形变,并能使用标准纺织设备进行编织加工。该技术的关键突破主要体现在三个上:其一,采用溶液法在纤维表面直接构建半导体器件,绕开了传统光刻对基底形态的限制;其二,团队提出的层间互联方案缓解了微型化带来的信号干扰问题;其三,专用封装材料让器件在弯折、洗涤等条件下仍能保持稳定性能。产业观察人士认为,这项成果有望推动柔性电子的产业化落地:医疗领域可用于更精细的神经信号监测,纺织行业有望实现“可编织”的智能电子衣物,虚拟现实等设备也可能获得更贴近人体的交互方式。对应的应用市场预计在未来五年具备形成千亿级规模的潜力。值得关注的是,研究团队已与国内重点医疗机构开展合作,首批应用将聚焦帕金森病等神经疾病的精准诊疗。国家新材料产业发展专家委员会表示,将把此项技术纳入“十四五”柔性电子专项重点支持方向。

纤维芯片的出现,不仅带来形态与工艺上的突破,也在一定程度上改变了人们对芯片集成方式的传统想象。它表明,面向新应用场景,芯片并不必然局限于“硬、平、板”的载体形态。在全球科技竞争加速的背景下,国内科研团队以自主创新取得的这个进展,为微电子与柔性电子发展提供了新的路径。随着后续研究深入及产业化推进,纤维芯片有望在可穿戴健康、智能纺织和人机交互等领域更快落地,并带来更贴近日常使用的智能化体验。