上海复旦大学的一个研究团队成功在比普通人头发丝还细的柔性纤维中制造出了计算机芯片。该团队表示,他们的纤维集成电路(FIC)设计能够像计算机一样处理信息,同时足够耐用,可以“拉伸、扭曲并编织进日常衣物中”。论文作者列举的潜在应用领域包括脑机接口VR设备智能纺织品的进步。这项尖端的FIC设计灵感竟来源于不起眼的寿司卷。

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近年来,柔性电子技术取得了长足发展,用于供电、传感和显示的可弯曲组件已较为常见。然而,所谓的柔性电子设备及其制成的可穿戴产品,通常仍包含由刚性硅片制造的组件,这限制了其应用范围和舒适度。复旦大学团队表示,他们的FIC通过创造出具有前所未有的微器件密度和多模态处理能力的纤维集成电路,可以消除电子设备刚性的最后痕迹。

他们是如何做到的?就像制作寿司卷一样,复旦大学的研究人员在柔性基底上以薄层构建复杂的电子电路,然后将其紧密卷起。根据新闻和科学论文发布的信息,FIC采用了“多层螺旋结构”。制成的纤维直径极小,约为50微米

在论文中,研究人员声称所制备样品的集成密度达到了每厘米10万个晶体管(每米1000万个)。复旦大学团队认为,这足以实现与“典型商用运算芯片”相媲美的纤维内数字和模拟信号处理能力,并且足以进行“高识别精度的神经计算”。大学博客热情地宣称,1米长的纤维“可以容纳数百万个晶体管,达到标准台式电脑处理器的性能水平”。但我们需要追溯到英特尔奔腾IIIAMD K6-2时代,才能找到晶体管数量如此之少的个人电脑CPU。这两款传奇CPU均于20世纪90年代末推出,每款都拥有略低于1000万个晶体管。

中国研究人员分享的一些耐久性测试结果似乎令人印象深刻。在发表于《自然》(Nature)的论文中,他们声称所生产的FIC能够承受严苛条件,“例如1万次的反复弯曲和磨损、拉伸至30%、以180°每厘米的角度扭曲,甚至能承受重达15.6吨的集装箱卡车的碾压”。研究资料中包含了一张卡车停在FIC测试纤维上的图片……

这项FIC技术的下一步是什么?中国人巧妙地表示,他们已经找到了大规模生产这些FIC的可行方法。正如我们在引言中提到的,科学家们预见,脑机接口等领域的设备制造商会对他们的技术感兴趣。由于FIC如此纤薄且“与脑组织一样柔软”,它们应该能很好地工作。他们还断言,FIC将可用于VR手套,使其外观和手感“与普通织物无异”。


文章标签: #柔性电子 #纤维芯片 #脑机接口 #智能织物 #复旦大学

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