在國家自然科學基金項目（項目編號：T2321003、T2222005等）資助下，復旦大學彭慧勝/陳培寧團隊跳出傳統集成電路的硅基研究路徑，通過設計多層旋疊架構，開發出可在彈性高分子上直接光刻制造高密度集成電路的制備路線，率先實現了高分子纖維內大規模集成電路（以下簡稱“纖維芯片”）的構建。相關成果以“基于多層旋疊架構的纖維集成電路（Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture）”為題，于2026年1月21日在《自然》（Nature）期刊上發表。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09974-0。
圖 “纖維芯片”結構
纖維器件具備發電、儲能、感知等多種功能，且可編織為柔軟透氣的智能終端，有望推動信息、能源、醫療等重要領域的變革發展。如何將多功能纖維器件集成構建出全柔性纖維電子系統，是該領域面臨的一個重要挑戰。傳統集成方法高度依賴連接硬質塊狀芯片，與纖維柔性、可穿戴等特性存在根本矛盾，亟需創建適配纖維一維結構的高效信息處理器。
在纖維上實現高效信息處理功能，其挑戰在于纖維受限的曲面表面積很難實現高密度集成電路制備。為此，團隊提出“多層旋疊架構”的設計思想，即在纖維內部構建多層集成電路，從而最大化利用纖維內部空間。基于該設計原理，團隊開發出了可在彈性高分子上直接進行高密度集成電路光刻的制備路線，有效解決了彈性高分子表面平整度低、光刻溶劑不耐受、電路層穩定性差等基礎難題。該制備路線與目前成熟的光刻工藝兼容，初步實現了“纖維芯片”的實驗室級規模制備。
構建的“纖維芯片”中，電子元件（如晶體管）集成密度達到10萬個/厘米，通過晶體管與其他電子元件高效互連，可實現數字、模擬電路運算等多種信息處理功能，且具有高度柔軟、可拉伸、可編織等獨特優勢，有望助力腦機接口、電子織物、虛擬現實等新興領域發展。