芯片一直是硬质块状的，必须装在电路板上才能工作。这种刚性特征与人体皮肤、柔软衣物之间存在根本矛盾，成为可穿戴电子产品发展的主要障碍。传统硬质芯片与纤维结合只能外接，既不舒适，也容易出现稳定性问题。 复旦大学团队多年来专注纤维电子材料研究，已开发出纤维电池、织物显示器等产品，让衣物具备储能和发光功能。但要实现真正的智能化，纤维系统还需要具备信息处理能力。这促使研究团队决定尝试一个业界公认的难题：能否直接在纤维内部制造芯片？ 在纤维内部集成芯片面临多个技术难关。首先，纤维表面是曲面且面积有限，如何在有限空间内集成足够的晶体管是关键。团队提出"多层旋叠架构"方案，在纤维内部像卷地毯一样层层构建电路，最大化利用空间。其次，传统芯片制造需要平整的硅片进行光刻，而纤维表面微观上凹凸不平。研究团队通过等离子刻蚀技术将纤维表面粗糙度降至1纳米以下，满足光刻要求；同时沉积聚对二甲苯保护膜，既能抵御光刻溶剂腐蚀，又能在纤维弯曲时保护电路。 经过五年集中攻关和十多年技术积累，复旦团队在弹性高分子纤维中成功集成高密度晶体管。每厘米纤维可集成10万个晶体管，信息处理能力已与部分商用植入式医疗芯片相当。此成果于2024年1月22日在《自然》杂志发表，标志着芯片从"硬质块体"向"柔软纤维"的转变。 纤维芯片具有传统芯片无法比拟的柔性。实验表明，该芯片可弯曲至1毫米曲率半径，拉伸、打结不影响性能；经历水洗、高低温环境考验，甚至被十几吨重卡车碾压后仍能正常工作。这意味着纤维芯片可像普通纱线一样编织进布料，制成真正的全柔性电子织物。团队已在单根纤维上同时集成供电、传感、显示与信息处理功能，实现触摸发光、图案显示等交互效果，无需外接硬质芯片或电池。 纤维芯片的应用前景广阔。在脑机接口领域，现有产品普遍需要外接处理设备。基于纤维芯片技术，可制成比头发丝更细的柔性电子系统，植入脑部后既能检测神经信号，又能实时处理信息，实现"感知-处理-刺激"的闭环控制。在虚拟现实领域，轻薄透气的纤维芯片手套可为医生提供远程手术时的真实触觉反馈。在智能织物领域，衣物将具备信息处理能力，像手机、电脑一样实现人机交互。 该研究得到国家自然科学基金委、科技部、上海市科委等部门支持，由复旦大学纤维电子材料与器件研究院、高分子科学系、先进材料实验室联合完成。
从硬质芯片到柔性纤维的跨越，不仅是形态的改变，更是电子系统与人体、与环境关系的重新定义。要让"可编织的计算"从实验室走向生产线、走进日常生活，还需要工程化能力、产业协同与规范体系的同步推进，在健康、交互与智慧制造等领域创造更多价值。