從滬上出發：“纖維芯片”如何編織三大未來產業？

基礎研究是基石！

新年伊始的上海，復旦一篇關于“纖維芯片”的成果在《自然》主刊發表后火遍全網，更激起了產業界的廣泛好奇——以腦機接口為代表的多個前沿產業，其技術路徑很可能因此被重塑。連早已對頂刊成果“習以為常”的復旦，都將其放在界面首頁，足見其含金量！

圖片來源：復旦官微

到底是什么成果這么神奇？如果按照最淺顯的語言解釋，就是——讓芯片上的晶體管住進了一座座“高樓大廈”，而且這高樓天生可以隨時改變形狀。單真實的情況，遠比這更復雜，更精彩！

堅硬的芯片，

為什么需要“婀娜多姿”？

具體而言，根據復旦官微，該校的彭慧勝、陳培寧團隊突破傳統芯片硅基研究范式，率先提出并制備“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！

該成果于北京時間1月22日凌晨以《基于多層旋疊架構的纖維集成電路》（“Fibre integrated circuits by multilayered spiral architecture”）為題發表于《自然》（Nature）主刊，這就是本文一開頭提到的，登上復旦官微封面的那項成果。

“冰凍三尺非一日之寒”，任何大成就，都是在小成就基礎上取得的。同樣，這并不是復旦該團隊首次就該項目取得成果，反而是建立在之前一系列成果基礎上的！

據復旦官微，該團隊十幾年來逐步拓展出包括發光、顯示、儲能、生物傳感等在內的30多種功能纖維器件，相關成果7次登上《自然》（Nature）主刊，部分技術已實現產品落地并在汽車等領域得到應用。

好奇心，永遠是探索世界的鑰匙：團隊之所以下定決心要研究“纖維芯片”，其實來源于一個看似簡單的問題：傳統芯片是硬質、片狀的，能不能把它做成柔軟的纖維？

確實，無論是CPU芯片，存儲芯片，還是現在的“當紅炸子雞”GPU/TPU等各種AI相關芯片，無論功能有何差異，看起來都像是一堆“鋼鐵俠”，與“柔軟”兩個字半點不沾邊。但很多前沿的場景應用，還偏偏要求芯片既要能夠展現“婀娜多姿”的身段，又能保有一顆堅若磐石的心！

眾所周知，“萬物互聯”的愿景即將來臨，未來接入網絡世界的，將不止局限于手機電腦，冰箱電視這些“大件”，我們身上穿的衣服、蓋的杯子、用的所有器物，可能都成為網絡的一個終端！

“工欲善其事必先利其器”，就像手機、電腦離不開芯片，不同功能纖維器件要想形成完整的系統，具備信息交互功能，也必須有自己的“大腦”：能夠處理信息的核心芯片。如此，方可實現萬物互聯！

但是長期以來，纖維系統的集成普遍依賴連接硬質芯片電路板，這與纖維本身柔軟、透氣、可編織的特點格格不入。復旦團隊做的，是讓信息處理功能，直接和纖維融為一體，由此，就必須解決芯片的“柔性化”問題！

是“高樓大廈”

更是“折疊城市”

科學探索的道路從來沒有一帆風順的，資料顯示，為了讓芯片能夠“靈活自如”，團隊經過無數攻關實驗，主要克服了三大難題：

首先是“軟泥地上蓋高樓”。他們通過等離子刻蝕等技術，將彈性高分子材料的表面粗糙度從幾十納米降至1納米以下，為光刻電路提供了堪比硅晶圓的平整“地基”。

同時還有“兼容成熟的流水線”。他們開發的制備方法與現有芯片產業成熟的光刻工藝兼容，并設計了防護層抵御溶劑侵蝕，為未來規模化生產鋪平了道路。

極致的空間利用更是產品成敗的關鍵。通過“螺旋式旋疊結構”，他們實現了長度為1毫米的“纖維芯片”可集成數萬個晶體管，其信息處理能力可與一些醫療植入式芯片相當。理論上，1米長的纖維可集成百萬級晶體管，接近一些經典計算機處理器的水平。

所謂的“螺旋式旋疊結構”，其實說起來很簡單：像“卷壽司”一樣，先在彈性高分子薄膜上制作平面電路，再卷成多層螺旋結構（多層旋疊架構），這好比把一張畫滿精密電路的平面圖紙，螺旋式地嵌入一根細線中，從而在極細的纖維內部最大化集成空間。這不但是讓電路住進了“高樓大廈”，更是修起了一座“折疊城市”！

“纖維芯片”概念圖

圖片來源：復旦大學

雖然結構非常復雜，但特殊的高分子材料作為基底和封裝，確保“高樓”的“地基”和“外墻”都極具彈性，整體可承受劇烈形變。不僅能耐受彎曲、拉伸、扭轉等復雜形變，甚至被重達15.6噸的集裝箱卡車碾壓后，依然能夠穩定工作！

總而言之，這項成果并非為了取代傳統硅基芯片，而是開創了一個全新的賽道——纖維電子集成。它通過構建一座“柔軟的大廈”，讓電子系統從“附著于身體”真正走向了“編織進衣物、融合于組織”。

團隊負責人表示，一根頭發絲粗細的纖維，就能集成傳感、處理、刺激反饋等閉環功能，這在過去是個不小的挑戰。這項研究成果有望為腦機接口、電子織物、虛擬現實等多個領域變革發展提供有力支撐。這不但是美好愿景，也是正在發生的現實！

熱門賽道

悄然布局

首先來看它在熱門賽道“腦機接口”中的潛在應用：當前的腦機接口設備往往需要將探針植入大腦，然后再連接體外的一大堆硬邦邦的信號處理設備，既不方便也存在風險。

但有了“纖維芯片”，探針，或許可以如同“綿掌”一般柔軟無痕！具體說來，研究人員能在比頭發絲還細（直徑僅50微米）的超細纖維上，直接集成兩大核心功能：

一是超高密度的“傳感——刺激”單元：密度達到每厘米1024個通道，這意味著它在極小的空間內能同時與大量的神經細胞進行精細的“對話”。二是初步的信號處理電路：相當于在纖維里內置了一個“微型指揮所”，可以對神經信號進行初步的整理和解讀。

更重要的是這根纖維的柔軟度與腦組織高度匹配，生物相容性良好。實測其采集的神經信號清晰度（信噪比達7.5dB），已與商用成熟設備持平。這意味著，它不再是以往那種需要復雜外接的剛性“入侵者”，而是有望成為與神經系統和諧共生的智能“守護者”，為腦科學研究和疾病治療開辟充滿希望的新路徑。

纖維芯片改變的不僅是病人的治療，還有健康人的穿戴，

現在織物顯示已經不是尖端科技，但像一臺只有屏幕、沒有主機的“顯示器”，只能展示固定的畫面。而“纖維芯片”的厲害之處，在于它把處理信息的“大腦”（集成電路）直接織進了纖維里。單根纖維就能集成密密麻麻的微型“像素點”，讓織物自己就能處理信息、驅動顯示。

這意味著，未來的衣物很可能不止是一件衣服，而變身一臺高精度計算機：

出行時，揮一揮袖口，不但能夠帶走云彩，還能看到實時導航地圖，無需掏出手機。

運動時，衣服本身就能變成健康監測屏，實時跳動顯示你的心率、步數。

甚至，在通勤路上，衣服的某一處可以直接播放視頻，成為你的隨身“第二屏”。

簡而言之，“纖維芯片”讓織物從被動顯示的“幕布”，進化成能主動計算、交互的“智能設備”，真正將科技“穿”在了身上。但這遠不止于“穿上科技”，而是一場虛擬現實的交互革命。

當前流行的頭顯設備雖帶來視覺震撼，但其物理重量與交互的“單一性”（僅視聽），讓我們與虛擬世界始終隔著一層“無形的屏障”。而“纖維芯片”的目標是徹底顛覆：它將智能分布式地編織進手套與衣物，成為輕盈無感的“第二層皮膚”。

核心突破在于，它補全了虛擬世界最關鍵的真實感拼圖——觸覺。你的指尖得以“觸摸”虛擬物體的質地，或在遠程手術中“感受”組織的軟硬。而這，正在成為現實：據研究團隊成員介紹，目前，團隊正與附屬中山醫院科研團隊合作，探索將“纖維芯片“技術應用到心血管介入器械中，有望輔助醫生更精準地完成手術。

這不僅是技術迭代，更是交互哲學的根本轉變：從將沉重設備“放在頭上”，到讓智能本身“織入手心”、“融入肌理”。這也印證了，柔性、輕薄、無感化，正是虛擬現實與人機交互不可逆轉的未來方向。

尾聲

一篇關于“纖維芯片”的頂刊論文，不僅象征著復旦的學術突破，其深遠意義更在于為多個產業賽道提供了顛覆性的底層解決方案，并再次彰顯了基礎研究驅動社會變革的核心價值。這項技術將如何具體地造福人類？答案，正隨著每一根智能纖維的編織，徐徐展開。

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