復旦大學科研團隊在纖維電子領域取得重大突破，成功研發(fā)出具有革命性意義的“纖維芯片”。該成果突破了傳統(tǒng)芯片依賴硅基材料的局限，首次在彈性高分子纖維內(nèi)部實現(xiàn)大規(guī)模集成電路集成，將供電、傳感、顯示、信號處理等功能整合于單根纖維中，為柔性電子系統(tǒng)開辟了全新發(fā)展方向。

研究團隊通過創(chuàng)新的多層旋疊架構技術，在保持纖維天然柔韌性的同時，實現(xiàn)了電阻、電容、二極管、晶體管等電子元件的高精度互連。實驗數(shù)據(jù)顯示，該技術光刻精度達到實驗室級光刻機頂尖水平，1毫米長度的纖維芯片可集成數(shù)萬個晶體管，信息處理能力媲美醫(yī)療植入式芯片。當纖維長度擴展至1米時，晶體管集成數(shù)量將突破百萬級，達到經(jīng)典計算機中央處理器的集成水平。

這項發(fā)表于《自然》期刊的研究成果，首次驗證了纖維芯片實現(xiàn)數(shù)字、模擬電路運算的可行性。通過集成有機電化學晶體管，纖維芯片還能完成神經(jīng)計算任務，為腦機接口、電子織物、虛擬現(xiàn)實等前沿領域提供關鍵技術支撐。研究人員特別指出，纖維芯片的柔韌特性使其在生物醫(yī)學領域具有獨特優(yōu)勢，例如可制備出更細小、生物相容性更優(yōu)的神經(jīng)探針。

與傳統(tǒng)剛性芯片不同，纖維芯片無需外接設備即可形成全閉環(huán)系統(tǒng)。其自供能特性源于內(nèi)部集成的發(fā)電模塊，這種設計使纖維電子設備具備獨立運行能力。實驗表明，基于該技術的纖維系統(tǒng)可同時實現(xiàn)發(fā)光、傳感、能量收集等多種功能，為可穿戴設備和智能紡織品開發(fā)帶來全新可能。

該研究團隊通過優(yōu)化晶體管與電容、電阻的互連結構，顯著提升了纖維芯片的運算效率。在腦機接口應用場景中，超細纖維芯片可集成高密度電極陣列與信號預處理電路，有效降低組織損傷風險。這種技術突破為開發(fā)新一代神經(jīng)接口設備提供了重要基礎，有望推動腦科學研究和臨床治療技術發(fā)展。