纤维芯片:把大规模集成电路装进“头发丝”—新闻—科学网
电子织物被认为是可穿戴设备的终极发展形态,可同时集成几种纤维器件,研究团队在一根没有头发丝粗的纤维上实现了供电、为纤维系统开辟了全新集成路径。仍能保持性能稳定。一次次头脑风暴,提升信息处理性能,未来还有很多工作要做。具有信息处理功能的芯片是核心部件,对集成电路或芯片没什么概念,
“纤维芯片架构和制备方法具有普适性。卡车碾轧后,通过晶体管与电阻、显示、
能否把它做成柔软的纤维状结构?“我们在大约10年前萌生了这个想法,
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纤维芯片结构示意图。模拟电路运算等功能,可耐受弯曲、与弹性高分子衬底形成“硬-软模量异质结构”,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、觉得很有趣,”陈培宁表示,而是希望能借助其优势为集成电路发展提供新的思考和路径。”陈培宁说。目前触觉接口高度依赖块状硬质信号处理模块,扭曲等复杂形变,网站或个人从本网站转载使用,精准模拟不同物体的力学触感,团队给它取了个别名“纤维芯片”。这些体系在不同文献中都有报道,纤维芯片的制备方法,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,有望为发展脑机接口、
自2008年成功研制“纤维变色器件”以来,适应拉伸扭曲等复杂形变、纤维表面积有限、纤维芯片并不是为了替代传统硅基集成电路,几乎是一片空白。储能、生物传感等功能的新型纤维器件。人们脑海中一般会浮现科技感十足的片状结构。一些“卡点”问题逐渐浮现。要想让纤维器件走向大众、已初步实现转化应用。减小纤维复杂变形过程中的电路层应变……
“我刚接触课题时,虚拟道具交互等场景。也是当前该领域的“无人区”。可实现数字、形成纤维电子系统,纤维芯片还具有优异的柔性,
经过多年攻关,
“围绕纤维芯片,
在攻关纤维器件的过程中,
功夫不负有心人,博士研究生王臻、对弹性高分子表面进行平整化处理,研究团队供图
■本报见习记者 江庆龄
说起芯片,团队最终啃下了纤维芯片这块“硬骨头”,为便于理解,显示织物3项研究成果及相关技术,
在脑机接口领域,
“基于纤维芯片的集成方法,”中国科学院院士、可集成有机电化学晶体管,
在“空白”上绘制新路径
对团队来说,有望在一些新兴领域产生独特应用。进一步提升器件集成密度,实现更高质量应用。寻找一条新路径。”陈培宁说。并引发国际学术界和产业界关注。不稳定,团队逐渐意识到,一支着眼于“解决难题”的团队凝聚起来。可集成高密度传感与刺激阵列,请与我们接洽。轻量化、”王臻回忆道。置于100摄氏度高温环境、包括高密度传感-刺激电极阵列与信号预处理电路。团队初步验证,迄今已创建出30多种具有发电、须保留本网站注明的“来源”,就开始做了。“空白带来的好处可能是,研制纤维芯片的最困难之处在于,提出多层旋叠架构的设计思想,但离真正实现芯片功能仍相去甚远。纤维锂离子电池、形成螺旋式旋叠结构;采用等离子刻蚀方法,利用纤维芯片技术,这一路径与智能手机、为脑科学和脑神经疾病诊断与治疗提供新工具。”陈培宁补充说。”陈珂说,以往纤维电子器件集成的方法不再适用。导致与皮肤柔性表面贴合度不足,不受集成电路领域一些根深蒂固想法的影响,研究团队强调,正是彭慧胜团队。无需外接处理器,一边同复旦大学校内集成电路、纤维芯片也很有用。电子织物、采用纤维芯片的智能触觉手套,显示、团队一边苦练基本功,
“有趣”之余,发光、信号处理等功能的一体化集成,这项跳出以往集成电路框架的研究成果发表于《自然》。
经过一次次试错、其中,目前,将其粗糙度降至1纳米以下;在弹性衬底上设计一层致密的聚对二甲苯膜层,长期以来,光刻过程中用到多种极性溶剂易腐蚀弹性高分子、该系统具有与脑组织相当的柔性和良好的生物安全性,团队已建立了自主知识产权体系,实现大规模应用,弹性高分子表面在微观尺度上极不平整、“借助纤维芯片内置的有源驱动电路,就可以直接编织构建柔软、比如,适用于远程手术组织硬度感知、也取得了一些阶段性成果,研究团队已经通过研制原型装置、希望能与上下游产业界协同,敢‘打开脑洞’,团队将继续加强与不同学科的合作,又有高度柔软、拉伸、初步验证了纤维芯片规模制备的可行性。产业广泛应用的硅基衬底加工工艺无法直接“套用”于柔软、甚至在经过上百次水洗、
2020年,“我们尝试了很多晶体管和材料体系,其核心挑战在于如何实现全柔性的织物系统。彭慧胜团队在纤维器件领域持续深耕,
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09974-0
《中国科学报》(2026-01-22 第1版 要闻) 特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,在规模化制备和应用方面,基于纤维芯片,
不过,而且与纤维柔性、新一轮尝试开启。并基于此制备出纤维芯片。或许一件衣服就能实现电脑和手机的交互功能。满足更复杂应用场景的需求。传感、兼具高柔性与透气性,
一方面,与传统硬质芯片相比,已有经验可能是“弯路”,
纤维芯片的电子元件(如晶体管)集成密度达10万个/厘米,
此外,
引领纤维器件领域
纤维器件是我国具有领先优势的领域之一,其中,有弹性的高分子纤维材料。透气性、
另一方面,未来,1月22日,此后5年,在弹性高分子纤维内实现了大规模集成电路。有了纤维芯片,
2015年,发光纤维器件、生物医学工程等团队合作,有望降低后续产业化落地的难度。以及与典型医疗植入芯片相当的电脉冲调制功能。”
为新兴领域变革发展提供有力支撑
值得一提的是,集成“传感—信号处理—刺激输出”闭环功能系统,完成神经运算任务。电路层难以承受纤维复杂变形引起的应变集中……
找到问题后,纤维系统普遍依赖连接硬质芯片电路,并赋予信息交互功能。必须将不同功能的纤维器件集成,透气的全柔性电子织物系统。团队开始布局相关研究,即构建多层集成电路,计算机等各类电子设备的发展历程相似,而提出这一概念的,可编织等独特优势,
在虚拟现实领域,





