在集成电路领域，一项突破性成果正引发广泛关注。复旦大学研究团队成功突破传统硅基芯片的局限，研发出一种新型“纤维芯片”，将集成电路从块状或片状形态转变为线状形态，为柔性集成电路开辟了全新方向。
这种纤维芯片的独特之处在于其高集成度与优异柔性。在短短一根柔软纤维上，可集成十万个甚至更多晶体管。它不仅能耐受弯曲、拉伸、扭曲等复杂形变，如承受1毫米半径弯曲、20%拉伸形变、180°/厘米扭转等，即便经过水洗、高低温、卡车碾压等极端测试，性能依然稳定。相比传统芯片，纤维芯片在信息处理能力上毫不逊色，且具备更强的环境适应性。
纤维芯片的诞生源于对纤维器件发展的深入思考。过去几十年，纤维器件不断拓展功能，涵盖发电、储能、显示、感知等领域，被视为推动信息、能源、医疗等产业变革的关键力量，全球市场规模前景广阔。然而，纤维系统通常依赖硬质块状芯片，与其柔软、可变形的特性存在根本矛盾，成为制约纤维器件大规模应用的瓶颈。为解决这一问题，研究团队早在10多年前就提出了“纤维芯片”的概念，并持续投入研究。
此次突破的关键在于多层旋叠架构的设计思想。团队摒弃了仅利用纤维表面的传统思维，转而在纤维内部构建多层集成电路，形成螺旋式旋叠结构，从而最大化利用纤维内部空间。据团队介绍，按照目前实验室级1微米的光刻精度，1毫米长的纤维芯片可集成数万个晶体管，信息处理能力与一些医疗植入芯片相当；若长度扩展至1米，集成晶体管数量有望达百万级别，接近经典计算机中央处理器的水平。若光刻精度提升至纳米级，集成数量还将大幅增加。
实现这一创新并非易事，团队面临三大技术难题。首先，集成电路光刻对衬底平整度要求极高，而常用弹性高分子表面微观尺度极不平整，粗糙度达几十纳米，如同在坑洼的软泥地上建高楼。其次，光刻过程中使用的极性溶剂会导致弹性高分子溶胀，影响电路稳定性。集成电路中的功能组分，如半导体、金属导电通路等，难以承受纤维变形时的局部应变集中，容易引发电路脆裂和性能失效。
为攻克这些难题，团队经过多年探索，发展出可在弹性高分子上直接光刻高密度集成电路的制备路线。该方法与现有芯片产业的光刻制造工艺高效兼容，通过研制原型装置和设计标准化流程，初步实现了纤维芯片的实验室级规模化制备。
这项成果的取得离不开多学科的协同合作。研究涉及材料合成、电子器件构建、电路设计集成和生物应用等多个领域，团队依托纤维电子材料与器件研究院，汇聚了来自高分子科学、集成电路、生物医学工程等学科的科研力量，形成了跨学科研究团队。校内多个实验室和医院的协作也为研究提供了有力支持。
目前，团队已围绕纤维芯片建立了自主知识产权体系，并在规模化制备和应用方面取得进展。这项研究不仅为脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴产业提供了技术支撑，也为我国集成电路产业的创新发展注入了新动力。
