2026年1月22日，国际顶级学术期刊《自然》发表了一项来自中国复旦大学科研团队的突破性研究成果：世界首款“纤维芯片”。 这项技术成功在柔软的高分子纤维内制造出大规模集成电路，芯片从此不再是硬邦邦的方块，而是变得像丝线一样纤细柔软。

复旦大学彭慧胜、陈培宁领导的团队，通过长达五年的攻关，跳出了传统硅基芯片的研究范式。 他们提出了一种名为“多层旋叠架构”的全新设计思想。 这项设计的核心灵感，被研究人员比喻为“卷寿司”，即将精密的电路螺旋式地嵌入纤维内部，从而最大化地利用有限的空间。

在比头发丝还细的纤维上造芯片，挑战巨大。 纤维固有的曲面结构和极小的表面积是第一道难关，每厘米长度的纤维表面积仅为0.01至0.1平方厘米。 传统的平面光刻技术几乎无法直接应用。 面对这些难题，团队没有走老路，而是自主开发了一套创新的制备工艺。

研究人员首先采用等离子刻蚀技术，对弹性高分子表面进行超精密平整化处理，将其粗糙度降至1纳米以下，满足了商业光刻的严格要求。 接着，他们又在弹性衬底上设计了一层致密的聚对二甲苯纳米膜层。

这层薄膜如同给电路披上了一件“柔性铠甲”，既能有效抵御光刻过程中各种化学溶剂的侵蚀，又能与基底形成“硬-软模量异质结构”，显著缓冲纤维在弯曲、拉伸时电路层承受的应变，确保了结构的稳定和功能的可靠。

最终诞生的“纤维芯片”展现出令人惊叹的性能。 其电子元件集成密度达到每厘米10万个晶体管。 通过这些晶体管与电阻、电容等元件的高效互连，纤维芯片能够实现数字、模拟电路运算等复杂功能。

更引人注目的是其卓越的机械性能。 这款芯片可以承受半径小至1毫米的弯曲、30%的拉伸形变以及每厘米180度的扭转。 实验表明，即使经过反复水洗、暴露于100摄氏度高温环境，甚至被十几吨重的卡车碾压过后，纤维芯片依然能保持性能稳定，正常工作。

团队开发的制备方法与现有芯片产业中成熟的光刻制造工艺有效兼容，他们已经通过研制原型装置和设计标准化流程，初步实现了纤维芯片的规模制备，为后续产业化铺平了道路。

这意味着，一个像普通纤维一样的系统，无需连接任何外部控制或供能模块，就能自主运行，形成了一个真正的微型电子系统。

在脑机接口领域，纤维芯片技术有望带来革命性变化。 传统脑机接口的电极通常需要连接硬质的外部信号处理模块，这在植入和使用中带来诸多不便和风险。 而现在，利用纤维芯片，研究人员有望在一根直径仅50微米的超细纤维内，集成“传感-信号处理-刺激输出”的闭环功能系统。 这种系统具有与脑组织相当的柔性和良好的生物相容性，采集的神经信号信噪比可与商用外部设备相媲美，为脑科学研究和脑神经疾病诊断治疗提供了全新工具。

电子织物被视为可穿戴设备的终极发展形态，其核心挑战在于如何实现全柔性、无硬质模块的系统。 纤维芯片的出现解决了这一难题。 无需外接处理器，直接利用纤维芯片就能编织出柔软、透气的全柔性电子织物系统。 例如，借助纤维芯片内置的有源驱动电路，可以在织物中实现动态像素显示。 未来，人们穿着的衣服或许就能直接实现电脑和手机的交互功能。

在虚拟现实领域，纤维芯片也展现出巨大应用潜力。 目前的触觉接口设备高度依赖块状硬质信号处理模块，导致与皮肤柔性表面贴合度不足，难以实现精准细致的信号采集与输出，尤其在远程医疗机器人手术等精细操作场景中局限性明显。

基于纤维芯片构建的智能触觉手套，兼具高柔性与透气性，与普通织物几乎没有区别。 它可以集成高密度传感与刺激阵列，精准模拟不同物体的力学触感，适用于远程手术中的组织硬度感知、虚拟现实中的道具交互等场景，有望极大提升用户的沉浸感和操作真实感。

这项重大成果的背后，是复旦大学彭慧胜团队在纤维器件领域长达十余年的持续深耕。 自2008年成功研制“纤维变色器件”以来，该团队已创建出30多种具有发电、储能、发光、显示、生物传感等功能的新型纤维器件。 其中，发光纤维器件、纤维锂离子电池、显示织物等三项研究成果及相关技术已初步实现转化应用。

在持续研究过程中，团队意识到，与智能手机、计算机等电子设备的发展路径相似，纤维器件要实现大规模应用，必须将不同功能的器件集成在一起，形成系统，并赋予其信息交互能力，而芯片是其中的核心。 2015年，团队开始布局相关研究。 2020年，随着博士后施翔，博士研究生王臻、陈珂等新鲜血液的加入，一支专注于攻克难题的团队集结起来，开启了长达五年的集中攻关。

研发过程充满挑战。 团队成员陈珂回忆道：“我刚接触课题时，对集成电路或芯片没什么概念，几乎是一片空白。 ”但这种“空白”也可能成为一种优势，使得团队不受集成电路领域一些根深蒂固想法的影响，敢于“打开脑洞”，尝试以往没人用过的方法。 他们一次次试错，通过头脑风暴不断突破“卡点”，最终发展出了在柔软纤维里构建高密度集成电路的完整方法。

目前，研究团队已经在规模化制备和应用方面建立了自主知识产权体系。 他们表示期待与产业界加强合作，推动这项技术在更广泛领域实现高质量应用。