正规炒股在线配资网:配资炒股大全-中国科学家全球首创“纤维芯片” 对现有芯片有何影响

　　如何在纤维上实现高效信息处理功能，但又不影响纤维器件柔软 、适应复杂形变
、可编织等本征特性 ，复旦大学团队的最新成果为纤维器件实现规模应用提供可能 。

　　1月22日凌晨
，复旦大学彭慧胜/陈培宁团队的研究成果在《自然》主刊发布，该成果突破传统芯片集成电路硅基研究范式 ，率先通过设计多层旋叠架构
，在弹性高分子纤维内实现了大规模集成电路（简称“纤维芯片”）
。

柔软的“纤维芯片 ”在手指上打结。受访团队供图

　　“纤维芯片
”信息处理能力与一些经典的商业芯片相当，且具有高度柔软、适应拉伸扭曲等复杂形变 、可编织等独特优势 ，有望为脑机接口
、电子织物、虚拟现实等新兴产业变革发展提供有力支撑 。

　　“我们并不是要取代现有的芯片，而是希望面向一些新兴领域应用场景
，提供一个可能的新路径
。”复旦大学纤维电子材料与器件研究院/高分子科学系教授 、论文通讯作者陈培宁对第一财经记者说道，他们的纤维芯片有望能做一些传统芯片过去不太容易做到的事情。

　　陈培宁介绍 ，连接传统硬质芯片电路的纤维系统
，穿戴起来舒适性较差，整个电路连接也不稳定 ，所以团队就想把信息处理模块也做成纤维形态 。从2020年起
，他们在研发织物显示器件的同时，同步启动“纤维芯片 ”的攻关。

　　应用场景有哪些

　　具有信息处理功能的芯片 ，是实现纤维电子系统和信息交互功能的核心部件
，但过去纤维电子系统的集成范式，普遍依赖连接硬质块状的芯片电路 ，这种范式通常会导致系统内电路连接复杂且不稳定
，且与纤维柔性、透气性
、轻量化、穿戴舒适性等应用要求存在根本矛盾，极大限制了纤维器件领域发展
。

成卷“纤维芯片
”和局部细节。受访团队供图

　　“纤维芯片”则有望摆脱过去纤维系统对外部信息处理设备的依赖 ，在多个领域展现出独特应用前景，

　　例如在脑机接口领域
，传统脑机接口的电极普遍需要连接硬质的外部信号处理模块 。基于“纤维芯片 ”技术，有望在一根像头发丝细的纤维内 ，集成“传感-信号处理-刺激输出”闭环功能系统
。

　　团队初步验证
，在直径低至50微米的超细纤维上，可同时集成高密度传感-刺激电极阵列与信号预处理电路 ，具有与脑组织相当的柔性和良好生物安全性
，其所采集的神经信号信噪比，与商用外部信号预处理设备相当。该纤维系统有望为脑科学和脑神经疾病诊断与治疗提供一个新工具 。

　　在电子织物领域 ，电子织物被认为是可穿戴设备的终极发展形态
，核心挑战在于，如何实现“全柔性
”的织物系统
。基于“纤维芯片” ，有望无需外接处理器
，可直接编织构建柔软 、透气的全柔性电子织物系统。例如，借助“纤维芯片 ”内置的有源驱动电路 ，可在织物中实现动态像素显示 。

　　在虚拟现实领域，目前触觉接口高度依赖块状硬质信号处理模块
，导致与皮肤柔性表面贴合度不足，难以实现精准细致的信号采集与输出 ，在远程医疗机器人手术等精细操作场景中局限性尤为突出
。基于“纤维芯片
”所构建的智能触觉手套
，兼具高柔性与透气性，与普通织物无异。

　　还要提升性能

　　相比于传统芯片 ，“纤维芯片”还具有优异的柔性
，可耐受弯曲
、拉伸、扭曲等复杂形变，如承受1毫米半径弯曲 、30%拉伸形变
、180°/厘米扭转等变形 ，甚至在经过水洗、高低温 、卡车碾压后
，仍能正常工作 。

　　陈培宁说，“纤维芯片 ”涉及多个学科 ，比如材料制备涉及化学
，设计电路涉及信息
、电子，“这也是为什么说做起来难度很大
。
”

　　他告诉记者 ，这项工作涉及材料合成制备、电子器件构建 、电路设计集成和医学应用等，需要化学
、信息、电子 、医学等不同学科研究手段。而他们团队所依托的纤维电子材料与器件研究院
，近年来已经形成了一支多学科交叉研究队伍，建立了涵盖化学合成、器件构建
、光刻微纳加工和中试概念验证的全链条研究平台 。此外 ，该工作还得到了来自校内集成电路与微纳电子创新学院、生物医学工程与技术创新学院 、电镜中心和中山医院等团队的协作。

　　复旦大学纤维电子材料与器件研究院/高分子科学系博士生
、论文第一作者陈珂也谈到了集成电路“小白”的好处
。“我开始完全不懂什么是集成电路、芯片
，空白带来的好处就是我们很敢去想，很敢去做之前没有做过的事情。比如传统芯片虽然是硬的 ，我们可能说能不能把它做软
，用到一些传统芯片没有办法用到的地方 。 ”

　　研究团队介绍，未来围绕“纤维芯片
”研究 ，仍然还有很多工作要做
，他们期望继续与来自不同学科的学者一起协同攻关，通过合成制备先进半导体材料 ，进一步提升器件集成密度
，提升信息处理性能，满足更复杂应用场景需求
。在规模化制备和应用方面 ，团队已建立了自主知识产权体系，期待与产业界加强合作。

　　复旦大学纤维电子材料与器件研究院/智能材料与未来能源创新学院博士生 、论文第一作者王臻告诉记者
，“纤维芯片”可以适配一些独特的应用场景，比如人体表面柔软的皮肤等 。“未来也希望能和二维材料合作 ，这样它才能既获得比较好的柔性
，又有非常好的形态并具备复杂功能，满足真正意义上的交互需求和植入应用
。 ”

（文章来源：第一财经）