復旦大學最新Nature論文：彭慧勝院士團隊開發出首個“纖維芯片”，助力腦機接口/智能織物/VR設備發展

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

纖維電子設備正在將傳統纖維和服裝轉變為新一代可穿戴設備，這些設備能夠主動與人體和環境互動，從而塑造未來生活。

如今，纖維電子設備已實現了幾乎所有期望的功能，例如供電、傳感和顯示功能。然而，可行的信號處理纖維——作為構建類似任何電子產品的智能交互纖維系統的核心——仍然是缺失的關鍵部分。

2026 年 1 月 21 日，復旦大學彭慧勝院士、陳培寧研究員作為通訊作者（王臻、陳珂、施翔為論文共同第一作者），在Nature期刊發表了題為：Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture 的研究論文。

該研究突破傳統芯片硅基研究范式，率先提出并制備了“纖維芯片”，在彈性的高分子纖維內實現大規模集成電路，成功將供電、傳感、顯示、信號處理等多功能集成于一根纖維之內，為纖維電子系統開辟全新的集成路徑，有望為腦機接口、電子織物、虛擬現實可穿戴設備等新興產業提供強有力的技術支撐。

在這項最新研究中，研究團隊通過創建具有前所未有的微器件密度和多模態處理能力的纖維集成電路（FIC）來填補纖維電子設備在信號處理中的空白。

研究團隊跳出了“僅利用纖維表面”的慣性思維，提出多層旋疊架構（multilayered spiral architecture）的設計思路，就像“卷壽司”一樣，先在彈性高分子表面完成高精度微納加工，再把它“卷”成纖維形態，形成多層螺旋式旋疊結構，從而在纖維內部構建多層集成電路，最大化地利用纖維內部空間。

“纖維芯片”概念圖

這種“纖維芯片”的集成密度達到每厘米10萬個晶體管，有效滿足了交互纖維系統的需求。“纖維芯片”不僅可以處理類似于典型商業算術芯片的數字和模擬信號，還能實現與最先進內存圖像處理器相媲美的高識別精度神經計算。

“纖維芯片”的結構

研究它進一步證實，“纖維芯片”在惡劣使用條件下保持穩定，而這些條件是笨重和平面設備難以承受的，例如重復彎曲和磨損 10000 次、拉伸 30%、每厘米扭轉 180 度，甚至被重達 15.6 噸的集裝箱卡車碾壓。

“纖維芯片”的穩定性和耐久性

“纖維芯片”的實現，使得在單根光纖中構建閉環系統成為可能，無需任何外部剛性且笨重的信息處理器。

研究團隊進一步證明，這種完全靈活的纖維系統為許多尖端應用所需的交互模式鋪平了道路，例如腦機接口、智能織物和虛擬現實可穿戴設備（例如支持遠程手術的智能觸覺手套）。該研究提出的新見解，可促進纖維設備向智能系統的發展。

智能纖維系統的集成與應用

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09974-0