复旦大学研制出一种“纤维芯片”

智能设备的“柔性化”始终卡在一个关键瓶颈：作为“大脑”的芯片，长久以来都是硬质的。复旦大学彭慧胜/陈培宁团队成功在弹性高分子纤维内部，构建出大规模集成电路，研发出全新的“纤维芯片”，为解决“柔性化”难题提供了新的有效路径。这项成果于1月22日发表在国际期刊《自然》上。

传统芯片的制造，主要是在平整稳定的硅片上构建高密度集成电路。而复旦团队的思路是“重构形态”——他们提出“多层旋叠架构”。“这好比把一张画满精密电路的平面图纸，螺旋式地嵌入一根细线中。”论文第一作者、博士生王臻如此比喻。该设计使纤维内部的空间得到极致利用，实现了一维受限尺寸内的高密度集成。

然而，在柔软、易变形的纤维中制造高精度电路，难度无异于在“软泥地”里盖高楼。为此，团队开发了与目前光刻工艺有效兼容的制备路线。他们首先采用等离子体刻蚀技术，将弹性高分子表面“打磨”至低于1纳米的粗糙度，有效满足商业光刻要求。随后，在弹性高分子表面沉积一层致密的聚对二甲苯膜层，为电路披上一层“柔性铠甲”。这层保护膜不仅可以有效抵御光刻中所用极性溶剂对弹性基底的侵蚀，还能缓冲电路层受到的应变，确保纤维芯片在反复弯折、拉伸变形后，电路层结构和性能依然稳定。

相关制备方法可与目前成熟的芯片制造工艺有效兼容，为其从实验室走向规模化制备和应用奠定了坚实基础。

该成果有望为纤维电子系统的集成提供新的路径，有望实现从“嵌入”到“织入”的转变，助力脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴领域的变革发展。