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文 |朝子亥
本文為深度觀點(diǎn)解讀,僅供交流學(xué)習(xí)
這將是一項(xiàng)帶來(lái)變革的技術(shù)。
1月22日,中國(guó)復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)布的全球首款纖維芯片,讓“智能衣服”不再只是科幻片里的設(shè)想。
一根比頭發(fā)絲還細(xì)的芯片,讓衣服本身?yè)碛酗@示、計(jì)算、交互和健康監(jiān)測(cè)能力,咱中國(guó)正式打開(kāi)了一個(gè)全新的萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)。
想象一下,未來(lái)出門不用掏手機(jī),也不用戴手表,一件衣服就能搞定一切,生活會(huì)變成什么模樣?
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纖維芯片的強(qiáng)大之處,咱中國(guó)的技術(shù)突破
說(shuō)到芯片,我們腦海里還習(xí)慣著那種硬邦邦的小方塊。可復(fù)旦大學(xué)帶來(lái)的纖維芯片,直接把芯片變成了能打結(jié)、能拉伸、能水洗,甚至被卡車壓都不怕的“軟家伙”。
這種芯片跟衣服面料一樣柔順,能像普通纖維一樣編織進(jìn)衣物、手套、床單,完全不會(huì)影響穿著的舒適度。
100℃高溫、反復(fù)搓揉都能穩(wěn)定工作,徹底解決了以往智能設(shè)備“穿戴不適、容易損壞”的老問(wèn)題。
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更別說(shuō)它的算力了。每厘米纖維芯片能集成10萬(wàn)個(gè)晶體管,1毫米能對(duì)標(biāo)醫(yī)用植入芯片,1米甚至媲美傳統(tǒng)CPU。
別看它身形小巧,數(shù)字和模擬信號(hào)處理全能搞定,滿足日常信息計(jì)算、健康監(jiān)測(cè)、交互控制等需求完全沒(méi)壓力。
直接織進(jìn)衣服、帽子、鞋子里,既不會(huì)悶熱也不會(huì)硌人,智能與舒適終于可以兼顧了。
過(guò)去高科技產(chǎn)品量產(chǎn)難、成本高,往往只停留在實(shí)驗(yàn)室。可這次纖維芯片的制造工藝,和現(xiàn)有成熟的光刻生產(chǎn)線兼容,不用砸重金重建廠房,大規(guī)模生產(chǎn)指日可待。
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復(fù)旦團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用標(biāo)準(zhǔn)化流程驗(yàn)證了量產(chǎn)路線,纖維芯片距離真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶的衣柜已近在眼前。
別看現(xiàn)在成果驚艷,幾年前幾乎沒(méi)人相信柔性纖維芯片能做出來(lái)。空間極小、材料易損、電路易斷,全球頂尖科研團(tuán)隊(duì)都被這些難題難住了。
纖維芯片的表面積極其有限,傳統(tǒng)做法根本塞不下足夠多的電子元件。高分子材料一遇到光刻化學(xué)溶劑就會(huì)溶脹變形,微納米結(jié)構(gòu)根本保不住。更別提纖維一旦拉伸、扭轉(zhuǎn),電路極易脆裂失效。
復(fù)旦大學(xué)的技術(shù)路線非常巧妙。他們創(chuàng)新性地采用了多層“螺旋嵌入”結(jié)構(gòu),把電路像卷春卷一樣嵌在纖維內(nèi)部,內(nèi)部空間被利用得淋漓盡致。
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為了讓電路能順利“住進(jìn)”纖維里,團(tuán)隊(duì)還用上了等離子刻蝕技術(shù),把纖維表面光滑度提升到納米級(jí)別,滿足精密光刻的需求。
最外層加上致密聚合物保護(hù)膜,既能防化學(xué)腐蝕,還能讓電路在拉伸、折彎時(shí)依然保持穩(wěn)定。
能有今天的成果,靠的不是一兩年突擊。彭慧勝、陳培寧團(tuán)隊(duì)在纖維電子領(lǐng)域已深耕十多年,30多種原創(chuàng)纖維器件的積累、7次登上《自然》雜志的經(jīng)驗(yàn),才讓他們具備了持續(xù)創(chuàng)新的底氣。
最關(guān)鍵的是,他們打破了學(xué)科壁壘,化學(xué)、材料、電子、醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域精英協(xié)同攻關(guān),才讓“從0到1”的跨越變成現(xiàn)實(shí)。
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纖維芯片能起到的作用,帶來(lái)的變革
做出芯片只是第一步,想要讓衣服真正變身智能終端,還得把顯示、供電、交互這些問(wèn)題一口氣解決掉。
其實(shí),復(fù)旦大學(xué)早在2022年就已經(jīng)把顯示屏織進(jìn)了衣服里,能動(dòng)態(tài)顯示圖案、信息,遠(yuǎn)不止過(guò)去那種“會(huì)發(fā)光的衣服”那么簡(jiǎn)單。
結(jié)合纖維芯片的算力,圖案、內(nèi)容能隨時(shí)切換,衣服成了真正的“顯示終端”。
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供電這個(gè)老大難,也被攻克了。2025年,全球首條纖維鋰電池生產(chǎn)線在中國(guó)落地,電池能量密度高達(dá)128Wh/kg,能經(jīng)受10萬(wàn)次彎折而性能無(wú)損。
每小時(shí)產(chǎn)能可達(dá)300Wh,從此纖維芯片、纖維顯示、纖維電池三位一體,單根纖維就能實(shí)現(xiàn)供電、傳感、計(jì)算、顯示一條龍。不再需要外掛沉重的電池包,穿起來(lái)完全無(wú)負(fù)擔(dān)。
這種“全閉環(huán)”的系統(tǒng)形態(tài),意味著一根纖維就是一個(gè)完整的微型電子系統(tǒng):供電、傳感、運(yùn)算、顯示全都有,傳統(tǒng)智能設(shè)備的“外掛終端”徹底落后了。
衣服、床單、帽子、鞋子,統(tǒng)統(tǒng)可以變身智能終端,生活的方方面面都能被智能化覆蓋。
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說(shuō)到智能衣服,很多人第一反應(yīng)是太“花哨”,但其實(shí)它的落地價(jià)值遠(yuǎn)超想象。
最直接的場(chǎng)景,就是健康監(jiān)測(cè)。貼身衣物24小時(shí)連續(xù)記錄心率、體溫、呼吸、肌肉活動(dòng)甚至情緒壓力,一有異常數(shù)據(jù)立即推送給醫(yī)院和家屬,比現(xiàn)在的手環(huán)、貼片更精準(zhǔn)更便捷。
對(duì)老人、慢性病患者來(lái)說(shuō),這種無(wú)感式健康守護(hù),真是安心又省心。
智能交互也變得更自然。袖口能變成觸摸板,音樂(lè)、視頻隨時(shí)切換,舉手投足間就能控制設(shè)備。
握手還能自動(dòng)交換聯(lián)系方式,衣服樣式、顏色、圖案也能一鍵切換,既適合商務(wù)場(chǎng)合,也能滿足日常休閑、運(yùn)動(dòng)等多樣需求。
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在軍事領(lǐng)域,智能纖維戰(zhàn)斗服可以實(shí)時(shí)采集士兵的生理狀態(tài)、地理位置、環(huán)境信息,指揮中心能同步看到全局態(tài)勢(shì),提升作戰(zhàn)決策效率,降低非戰(zhàn)斗減員。
再往前走,醫(yī)療腦機(jī)接口、虛擬現(xiàn)實(shí)觸覺(jué)手套、工業(yè)防護(hù)工裝等領(lǐng)域同樣能用上纖維芯片。
比如,超細(xì)柔性芯片適合植入腦組織,助力腦科學(xué)研究與疾病治療;智能工裝能監(jiān)測(cè)工人健康和作業(yè)環(huán)境,保障生產(chǎn)安全;VR手套提升遠(yuǎn)程手術(shù)和虛擬交互的真實(shí)感。
纖維芯片的市場(chǎng)空間巨大,全球都在盯著。
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歐盟估算,未來(lái)5-10年全球電子織物市場(chǎng)規(guī)模將增至2萬(wàn)億歐元,折合人民幣15萬(wàn)億元左右。
目前全球柔性電子年復(fù)合增長(zhǎng)率18.5%,隨著纖維芯片的規(guī)模化落地,這一賽道即將提速爆發(fā)。
產(chǎn)業(yè)鏈也在全面升級(jí)。上游的特種紡織材料、聚合物保護(hù)膜、電極材料需求猛增,中游的芯片設(shè)計(jì)、制造與集成工藝都被中國(guó)企業(yè)牢牢掌握,下游則是智能服裝、健康服務(wù)、醫(yī)療植入、軍事裝備等多領(lǐng)域開(kāi)花。
咱中國(guó)不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)全球首發(fā),產(chǎn)業(yè)鏈布局也已經(jīng)走在世界前列。
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國(guó)外團(tuán)隊(duì)還在實(shí)驗(yàn)室階段徘徊,中國(guó)已具備產(chǎn)業(yè)化先發(fā)優(yōu)勢(shì),掌握了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。
政策層面,“十四五”新材料、先進(jìn)制造等方向全力支持,中國(guó)纖維芯片有望率先制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),帶動(dòng)全鏈條產(chǎn)業(yè)升級(jí),搶占全球新一輪科技話語(yǔ)權(quán)。
纖維芯片的出現(xiàn),絕不只是一次芯片工藝的進(jìn)步,而是讓“智能設(shè)備”變成“智能生活”的分水嶺。
當(dāng)智能可以和衣物、家紡、醫(yī)療植入真正無(wú)縫融合,智能化不再是選配,而是日常剛需。
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咱中國(guó)憑借這次技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的雙重突破,從“追趕者”變身“領(lǐng)跑者”,為全球電子產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了全新增長(zhǎng)極。
你覺(jué)得哪類場(chǎng)景會(huì)最先普及智能衣服?你希望智能衣物具備哪些實(shí)用功能?中國(guó)能否持續(xù)引領(lǐng)全球柔性電子產(chǎn)業(yè)?歡迎在評(píng)論區(qū)聊聊你的看法!
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參考資料:
我國(guó)科學(xué)家成功研制“纖維芯片”
2026-01-23 09:01·環(huán)球網(wǎng)
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