智能设备迈向柔性化的进程中，芯片这一“大脑”部件始终是关键阻碍。长久以来，芯片以硬质形态存在，难以满足柔性设备的需求。近日，一支科研团队取得重大突破，成功在弹性高分子纤维内部构建大规模集成电路，研发出全新的“纤维芯片”，为智能设备柔性化发展开辟了新路径。
传统芯片制造通常在平整稳定的硅片上进行，通过构建高密度集成电路实现功能。而此次研发团队另辟蹊径，提出“多层旋叠架构”的创新思路。团队成员形象地比喻，这就像把一张画满精密电路的平面图纸，螺旋式嵌入一根细线之中。这种独特设计极大利用了纤维内部空间，在有限的一维尺寸内实现了高密度集成。
在柔软且易变形的纤维中打造高精度电路，难度极大，如同在“软泥地”上建造高楼。为攻克这一难题，团队开发出与现有光刻工艺兼容的制备路线。首先运用等离子体刻蚀技术，将弹性高分子表面“打磨”至粗糙度低于1纳米，达到商业光刻的严格要求。接着，在弹性高分子表面沉积一层致密的聚对二甲苯膜层，为电路增添一层“柔性铠甲”。这层保护膜作用显著，既能抵御光刻中极性溶剂对弹性基底的侵蚀，又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旧稳定。
由于相关制备方法与成熟芯片制造工艺有效兼容，这为“纤维芯片”从实验室走向大规模制备和应用奠定了坚实基础。这一成果有望推动纤维电子系统集成方式的转变，实现从“嵌入”到“织入”的升级，为脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴领域的发展带来变革机遇。
