柔性电子、可穿戴设备快速发展的背景下，如何让电子系统既“聪明”又“柔软”，一直是材料、器件与集成电路交叉领域共同面对的难题。近年来，纤维器件不断被赋予发电、储能、显示、传感等功能，被视为推动信息、能源、医疗等领域变革的重要方向。然而，纤维器件距离规模化应用仍有关键瓶颈：系统层面的信息处理与交互能力往往依赖外接硬质块状芯片，与纤维系统追求的柔顺贴合、适应复杂形变等特性形成矛盾。问题在于，纤维器件可以“像线一样”工作，但传统芯片仍多以“块或片”的形态存在。硬质芯片与柔性纤维在力学匹配、可靠连接、长期使用等难以兼顾，导致纤维电子系统在真实场景中容易失效：一上，人体佩戴、织物洗涤、设备弯折会带来持续形变；另一方面，系统又需要稳定的逻辑运算与信号处理，难以长期依赖脆弱连接或复杂的刚柔过渡结构。如何纤维形态内实现真正的集成电路，被认为是该领域迈向产业化的关键关口之一。根据该挑战，复旦大学彭慧胜、陈培宁团队突破以硅基衬底为中心的传统范式，提出并实现“纤维芯片”思路：在柔软弹性的高分子纤维内部构建多层旋叠架构，将集成电路从二维平面延伸至一维线状载体之中，充分利用纤维内部空间，形成螺旋式叠层的电路结构。论文以《基于多层旋叠架构的纤维集成电路》为题发表于国际期刊《自然》，标志着纤维内大规模集成电路制备取得关键突破。造成此前“难以在纤维内造芯片”的原因主要集中在三上。其一，光刻工艺对衬底平整度要求极高，而常见弹性高分子表面微观尺度粗糙度较大，难以满足精细图形转移需求。其二，光刻流程涉及多种溶剂与化学处理，弹性高分子材料与溶剂接触易发生溶胀，影响器件精度与重复性。其三，集成电路中的半导体与金属导电结构对局部应变敏感，在拉伸、扭转等复杂形变下容易出现应变集中，进而引发裂纹、断路与性能衰退。多重问题叠加，使“柔软基底上的高密度集成”长期停留在概念或小规模验证阶段。此次成果的意义在于，团队通过结构设计与制备路线的系统化创新，在弹性高分子纤维内实现了高密度集成电路，并在耐弯折、耐拉伸、耐扭转等上表现出较强韧性：可毫米级弯曲半径、一定比例拉伸形变以及较大扭转条件下保持性能稳定，并在水洗、高低温等环境扰动后仍能维持工作。研究同时给出集成能力的可扩展判断：在实验室级微米光刻精度条件下，毫米级长度纤维可集成数万晶体管；随着长度尺度扩展与工艺精度提升，集成规模仍有更提升空间，为在纤维形态中实现更强的信息处理能力提供了路径。从影响看，“纤维芯片”可能带来三上连锁效应。首先，它为电子织物、可穿戴医疗、沉浸式交互等应用提供新的硬件底座，使“计算单元”与“纤维载体”形态与力学上更一致，有利于提升系统可靠性与佩戴舒适度。其次，它为脑机接口、植入与贴附式医疗监测等场景提供潜在的新型器件形态：在更贴合生物组织、耐反复形变的条件下，信息采集与处理有望更稳定。再次，从产业角度看，纤维电子系统一旦具备可制造、可复制的集成电路单元，将有助于推动材料、装备、工艺和应用端的协同创新，打通从基础研究到原型验证再到规模制造的链条。对策层面，研究团队强调其制备方法与现有成熟光刻制造环节具有一定兼容性，并通过原型装置与标准化流程探索，实现了实验室级的规模化制备。这一点对于走出“样品展示”、迈向“可制造性验证”尤为关键。下一步，行业与科研端仍需围绕一致性、良率、封装互连、系统集成与应用验证等问题持续攻关，同时建立面向应用场景的可靠性评价体系，推动从单器件性能向系统级能力转化。前景上，随着柔性电子、织物计算与医疗健康需求增长，纤维形态的集成电路有望成为柔性集成电路的重要分支。可以预期，短期内“纤维芯片”或率先在对形态适配与耐久要求高、对算力要求相对适中的场景落地；中长期则取决于工艺精度提升、量产装备成熟以及产业链配套完善程度。若能在可靠互连与系统集成上取得进一步突破，纤维电子系统或将从“外接硬芯片”逐步转向“自带纤维芯片”，推动涉及的产业形态演进。
从“制造”到“智造”，纤维芯片的突破不仅补上了柔性电子领域的一项关键技术短板，也表明了我国在交叉学科协同创新上的前瞻布局；当集成电路从刚性基板走向弹性纤维，由材料与结构创新带动的技术路径正在重新塑造未来电子设备的形态边界。正如《自然》审稿人所言：“这项工作为电子器件与人体、环境的深度融合开辟了全新路径。”