我国科研团队研制出纤维芯片 实现毫厘级集成电路突破

传统集成电路的刚性特质一直制约着穿戴设备的发展。随着虚拟现实、医疗监测等应用对柔性电子的需求增加,如何在保持计算性能的同时突破材料物理极限,成为全球科研的关键课题。 复旦大学彭慧胜院士团队用十年时间,从纤维变色器件的基础研究开始,逐步建立起包含发电、储能、传感等30多种功能的纤维器件技术体系。但在向系统集成推进时,他们遇到了根本性难题:硅基芯片的平面工艺无法适配曲面基底,而简单串联纤维器件又会造成电路冗余和信号衰减。 2020年启动专项攻关后,研究团队提出了"由外转内"的创新思路。他们将晶体管、电阻电容等元件纵向堆叠在纤维内部空腔中,并开发了抗溶剂腐蚀的弹性封装材料,最终实现了比人发丝更细的完整运算系统。测试显示,这款芯片在100℃高温、机械碾轧和反复水洗后仍能保持稳定性能,电脉冲调制精度已达到医疗植入级标准。 这项突破的意义在于开辟了非硅基集成电路的新方向。参与研究的陈培宁教授表示,该架构可兼容有机半导体材料——未来通过嵌入神经形态元件——有望直接用于帕金森病等神经疾病的闭环治疗。目前团队已在发光纤维、纤维电池等技术上形成专利储备,正在长三角地区推进中试产线建设。 业界认为,纤维电子是我国少数领跑的前沿领域,此次突破将更巩固技术优势。中科院微电子所专家指出,若能在3至5年内解决批量制备的良率问题,该技术有望催生千亿级智能服装市场,并为传统半导体产业提供差异化补充。

从"把芯片做进纤维"的设想到在纤维内部实现大规模集成电路,纤维芯片的价值不仅是一种新器件,更是打开了柔性电子集成的新可能。未来谁能在材料、制造与应用之间建立更紧密的联系,谁就更有机会在终端形态的下一轮变革中领先。科技创新最终要落实到更安全、更舒适、更普惠的产品与服务,让创新的价值真正转化为产业竞争力和民众的获得感。