智能設備的“柔性化”始終卡在一個關鍵瓶頸：作為“大腦”的芯片，長久以來都是硬質的。復旦大學彭慧勝/陳培寧團隊成功在彈性高分子纖維內部，構建出大規模集成電路，研發出全新的“纖維芯片”，為解決“柔性化”難題提供了新的有效路徑。這項成果于1月22日發表在國際期刊《自然》上。

圖為成卷的“纖維芯片”。復旦大學供圖

傳統芯片的制造，主要是在平整穩定的硅片上構建高密度集成電路。而復旦團隊的思路是“重構形態”——他們提出“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。”論文第一作者、博士生王臻如此比喻。該設計使纖維內部的空間得到極致利用，實現了一維受限尺寸內的高密度集成。

“纖維芯片”虛擬現實應用示意圖和實物圖。復旦大學供圖

然而，在柔軟、易變形的纖維中制造高精度電路，難度無異于在“軟泥地”里蓋高樓。為此，團隊開發了與目前光刻工藝有效兼容的制備路線。他們首先采用等離子體刻蝕技術，將彈性高分子表面“打磨”至低于1納米的粗糙度，有效滿足商業光刻要求。隨后，在彈性高分子表面沉積一層致密的聚對二甲苯膜層，為電路披上一層“柔性鎧甲”。這層保護膜不僅可以有效抵御光刻中所用極性溶劑對彈性基底的侵蝕，還能緩沖電路層受到的應變，確保纖維芯片在反復彎折、拉伸變形后，電路層結構和性能依然穩定。

相關制備方法可與目前成熟的芯片制造工藝有效兼容，為其從實驗室走向規模化制備和應用奠定了堅實基礎。

該成果有望為纖維電子系統的集成提供新的路徑，有望實現從“嵌入”到“織入”的轉變，助力腦機接口、電子織物、虛擬現實等新興領域的變革發展。