2026年1月,复旦大学彭慧胜教授与陈培宁研究员领衔的科研团队,正式对外宣布全球首枚“纤维芯片”研制成功!
这款新型芯片纤细如丝,直径不足人类发丝的三分之一,触感柔软可弯曲,任意打结、对折甚至拧成螺旋状都毫无压力;而其背后所承载的技术深度与应用前景,或将重新定义未来电子系统的形态边界。
有人不禁疑惑:不就是把传统芯片做得更微缩、更柔韧些吗?为何能引发如此广泛的关注与期待?
事实上,当前智能手机、笔记本电脑中普遍采用的硅基芯片,均为刚性矩形结构,质地坚硬脆薄,轻微跌落或局部受压便可能造成不可逆损伤,且必须依托平整稳固的基板才能稳定运行。
而这款纤维芯片则彻底打破物理形态限制——即便被反复缠绕成麻花状、系成死结,其电信号传输效率与逻辑运算能力始终保持恒定,无丝毫衰减。
实验室实测数据显示,该芯片经受长达百次标准水洗流程后,仍可精准执行全部指令;在模拟日常穿戴场景下,连续弯折超十五万次,功能零失常。
尤为惊人的是,它可承受十余吨重型车辆碾压而不损毁;在100摄氏度恒温环境中持续工作数小时,各项参数依旧维持在设计阈值以内,展现出极强的环境耐受力。
其最具突破性的特征,在于单根纤维内部已集成完整的智能系统闭环:自主供能、环境感知、数据处理、光信号输出四大模块全部内嵌其中,无需额外配置电池、传感器或显示模组,真正实现“一纤多能”。
例如,只需用指尖轻触纤维表面,它即可即时响应并动态调节发光强度,整个过程完全脱离外部供电与通信链路,全由本体完成闭环控制。
此前该技术长期未能落地,核心难点在于纤维本身为三维曲面结构,单位长度(每厘米)的有效表面积不足0.1平方厘米,空间极度受限,要在如此狭小尺度上精密排布晶体管与互连线路,工程挑战极为严峻。
此外,构成纤维主体的高分子材料对常规半导体加工所用强酸、强碱及有机溶剂高度敏感,接触即发生溶胀或降解,导致传统光刻、蚀刻等工艺完全失效。
再者,纤维在实际穿着过程中不可避免地经历拉伸、扭转、摩擦等多重力学作用,极易引发导电线路断裂或接触不良,如何保障电路在动态形变下的长期可靠性,成为又一道关键门槛。
面对这三重技术壁垒,复旦团队摒弃既有路径依赖,创新提出“螺旋卷积式”集成架构——将复杂电路以纳米级精度逐层螺旋嵌入纤维轴向内部。
该方案不仅极大拓展了可用布线空间,有效缓解表面积瓶颈,更通过纤维本体形成天然封装屏障,显著提升电路对外界应力、湿度、化学介质的防护等级,从根本上攻克稳定性难题。
量化来看,每厘米长度的纤维芯片可稳定集成约10万个晶体管单元;仅1毫米长的一小段,其综合计算性能已媲美目前临床广泛应用的微型植入式医疗芯片。
尤为关键的是,整套制备工艺与现有半导体产线高度兼容,无需新建专属工厂或更换核心装备,具备快速放量投产的基础条件,为后续产业化铺平道路。
早在2022年,该团队就已成功开发出功能性纤维显示器,并实现将其无缝织入纺织品中;但由于缺乏片上计算核心,彼时的智能织物仅能呈现预设图案,交互能力与数据处理能力极为有限。
如今,他们不仅攻克纤维芯片这一“心脏级”技术,更同步建成全球首条纤维锂离子电池量产示范线。
这意味着,一根纤维即可独立承担能量供给、信息运算、环境感知与视觉反馈四大核心职能,真正迈向“自维持、自感知、自决策”的全功能智能单元时代。
一旦进入规模化应用阶段,纤维芯片将在民生健康领域释放巨大价值,尤其对老年群体及慢性病管理人群而言,具有不可替代的现实意义。
设想一下:一件贴身内衣内嵌多根纤维芯片,可持续监测心率节律、呼吸频率、体表温度,甚至可捕捉微弱肌电信号与皮电反应,从而间接评估情绪波动与应激水平。
所有生理参数将以毫秒级延迟实时上传至家庭终端与云端医疗平台;一旦某项指标偏离安全区间,预警信息将第一时间推送给亲属与签约医生,响应速度远超手动触发求救装置,切实构筑全天候生命守护网。
对于普通用户而言,衣袖边缘或将演化为隐形触控界面,滑动操作即可完成音量调节、曲目切换等常用指令。
当两位穿戴智能织物的用户握手时,双方身份标识、社交账号、联系方式等数字凭证可通过近场耦合方式瞬时交换,彻底告别扫码、蓝牙配对等繁琐步骤。
服装还能依据日程安排、环境光线乃至佩戴者情绪状态,自动切换色彩组合与纹理图案,既规避撞衫尴尬,又彰显个性表达,兼顾实用性与审美体验。
在国防军工领域,新一代作战服将升级为分布式智能中枢:借助内置纤维芯片阵列,系统可同步采集单兵体温、血压、血氧饱和度、姿态轨迹、周边温湿度、电磁辐射强度等多项关键数据,并实时回传至指挥中心。
指挥官所调阅的不再是静态二维地图,而是融合全员生命体征、实时位置、战场态势的全息三维作战视图,从而实现兵力部署最优化、战术响应敏捷化、人员安全保障最大化。
纤维芯片的问世,绝非单一器件的迭代升级,而是一场关于人机关系本质的深层重构。
过往几十年间,计算能力始终被禁锢于手机、平板、手表等离身设备之中,用户需主动携带、定时充电、频繁交互,使用链条冗长且容错率低。
而今,“算力”正悄然融入我们每日必穿的衣物之中——服装作为人类最基础的生活必需品,无需刻意准备,亦无携带负担;叠加纤维电池提供的长效续航支持,彻底摆脱电量焦虑。
据欧盟联合创新研究院权威预测,电子织物产业在未来五至十年内有望跃升至2万亿欧元市场规模,成长潜力远超多数新兴科技赛道。
在全球多个前沿科技领域,我国曾长期处于技术跟踪与追赶阶段;而在纤维电子这一全新赛道上,中国科研力量凭借原创性底层突破,率先确立标准制定权与产业主导权。
按照当前研发进度与中试验证结果推演,这项细若发丝却蕴藏强大智能的颠覆性技术,将在短短数年内深度渗透至医疗监护、时尚消费、应急救援、航空航天等多个维度,全面重塑生活品质、公共安全与社会运行效率。
最后诚邀各位读者畅想:您最希望纤维芯片率先落地的应用场景是哪一类?是全天候健康管家,还是沉浸式智能服饰?欢迎在评论区留下您的观点,咱们下期继续深入探讨!