中国科学家搞出了全球第一款“纤维芯片”,这是柔性电子技术上的大进步

咱们国家的科学家搞出了全球第一款“纤维芯片”,这是柔性电子技术上的大进步。眼下咱们正靠着科技创新来推动高质量发展,这一次基础研究又有了个重大突破。在1月22日的北京,那本国际上特别权威的学术杂志《自然》,把复旦大学彭慧胜和陈培宁团队的成果登了出来,题目是《基于多层旋叠架构的纤维集成电路》。这帮人硬是在软软的高分子纤维里头搭起了大规模的集成电路,弄出了个有完全自主产权的“纤维芯片”,彻底把电子器件从硬硬的块头变成了柔软的纤维。以前那种传统半导体芯片老守着那副硬底子,没法跟人体组织或者布料这种软东西好好混在一起。复旦大学的团队早看出来了这股科技风向,十几年前就开始琢磨怎么搞纤维电子。后来他们攻破了电池、显示这些难关,但要想让纤维变聪明,还得把信息处理单元和柔软的载体捏合到一块儿。这就好比非要给丝绸礼服上镶块钢板,既坏了料子的脾气,穿起来又难受。论文里陈培宁教授拿这个生动的例子点出了行业里头的坎儿。 面对这个世界级的难题,研究团队想了个主意——多层旋叠架构。这个法子打破了原来平面电路的老规矩,在纤维里头搞起了三维的多层搭建,就像在头发丝里叠了好几层小楼房似的。这么一来,单位长度上的晶体管密度能达到每厘米10万个,算下来处理信息的本事跟那些商用的医疗芯片有的一拼。更厉害的是他们搞出了等离子刻蚀和聚对二甲苯涂层的技术,解决了曲面加工和保护变形的麻烦事儿。这就让工艺跟现有的半导体生产线接上头了,为以后的大批量生产铺好了路。 经过各种严格的测试,这个新芯片在各种极端环境里表现特别稳。哪怕是被卡车压到1.5吨重的极限力量底下,它照样能工作;拿水洗过或者在-40℃到80℃的温度里折腾一圈也没事;就算是被弯折成只有1毫米半径的圆圈儿、扯断再打结都没事。这种超强的机械耐力让它像普通纱线一样能混进布料里去。现在团队已经能把供电、传感、显示和处理这四个大功能都塞进一根纤维里了。他们开发出的智能布料原型不需要外接那些硬邦邦的零件就能发光、显示图案。 这个技术要是往前迈一步,能给好多新兴产业打开新路子:在医疗上能做新一代脑机接口;在穿戴设备上能监测身体和交流信息;在虚拟现实里能做出舒服又准的互动设备。这项研究是在国家自然科学基金委、科技部还有上海市科委一直盯着的情况下做出来的。花了五年的时间集中攻关,再加上十多年的积累,现在不管是理论还是材料工艺都串成了一个完整的链条。复旦大学纤维电子材料与器件研究院、高分子系还有先进材料实验室这几个地方的人联手攻关。 这回“纤维芯片”的成功不光是材料和微电子碰在了一起的好例子,也说明咱们国家在柔性电子这块儿已经开始领头走了。这成果不光给万物互联时代提供了新的硬件基础,也让咱们在新一轮科技革命里头抢了个好位置。接下来只要深入研究应用的事儿,这种扎根在中国实验室里的创新肯定能给全球智能科技贡献更多好点子和好方案。