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继2026年1月7日，彭慧胜院士及其合作者发表首篇Nature后（彭慧胜院士领衔！上海交通大学，2026年首篇Nature！)。
今日，彭慧胜院士团队，发表2026年首篇第一通讯作者的Nature！
纤维电子器件正在推动传统纤维与服装向新一代可穿戴系统转变，使其能够主动与人体及环境交互，从而重塑未来生活方式。
当前，纤维电子器件已在供能、传感和显示等方面基本实现了所需功能。
然而，作为构建智能交互纤维系统（类似于传统电子产品）的核心环节，可行的信息处理纤维仍然是这一领域亟待补齐的关键拼图。
在此，来自复旦大学的陈培宁&彭慧胜院士等研究者通过构建一种具有前所未有微器件集成密度和多模态信息处理能力的纤维集成电路（Fibre Integrated Circuit, FIC），成功填补了这一空白。相关论文以题为“Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture”于2026年01月21日发表在Nature上。
过去数十年间，纤维电子器件经历了从传统纤维向具备多样化功能的纤维器件的持续演进。
与智能手机或计算机等电子产品的发展路径类似，纤维电子器件的未来同样需要从各自独立运行的单一纤维器件，转变为智能化的纤维系统，以满足大规模应用中日益多样化的交互需求。
集成电路或芯片等信息处理器构成了现代电子技术的基石，这一点对于纤维电子器件同样适用。
然而，当前构建纤维系统的关键缺失在于：尚不存在一种以纤维形态实现的高效信息处理器，而这正是实现多功能纤维器件在信号传输、存储与处理层面无缝集成所必不可少的核心要素。
纤维信息处理器的实现有望颠覆现有纤维系统严重依赖外部刚性、笨重信息处理设备的模式。
这种依赖从根本上违背了纤维器件的本质属性——纤维器件必须具备柔性、可拉伸性、可扭转性、轻量化以及可编织性。
不同于构建在刚性平面硅衬底上的传统信息处理器，纤维信息处理器面临的首要挑战在于：如何将大量可协同工作的微型处理器件（如晶体管、电阻和电容）高度集成于柔软且细长的纤维结构之中。
这一难题源于纤维固有的结构限制，包括其柔性材料属性、圆柱形几何结构以及有限的表面积，这些因素共同构成了实现高集成密度和可靠互连、从而获得有效计算能力的重大障碍。
在本文中，研究者通过设计一种多层螺旋结构的纤维集成电路（Fibre Integrated Circuit, FIC）突破了这一极限。
在该结构中，每一层均集成有可拉伸的功能电路单元，从而形成一种立体化的螺旋电路架构，最大化利用了纤维内部的径向空间，实现了比仅限于表面集成方式高一个数量级的体积集成密度。
该纤维集成电路的集成密度高达 10 万个晶体管每厘米，能够充分满足交互式纤维系统对计算能力的需求。
FIC 不仅可像商业算术芯片一样处理数字与模拟信号，还可实现与先进存内图像处理器相当的高识别精度神经计算功能。
此外，FIC 在传统笨重或平面器件难以承受的严苛服役条件下仍表现出卓越的稳定性，包括 1 万次反复弯折与摩擦、30% 拉伸、180° cm⁻¹ 扭转，甚至可承受 15.6 吨集装箱卡车的碾压。
FIC 的实现使得单根纤维内构建闭环系统成为可能，无需任何外部刚性或笨重的信息处理单元。
研究者进一步证明，这一完全柔性的纤维系统为多种前沿应用所期望的交互模式奠定了基础，例如脑–机接口、智能纺织品和虚拟现实可穿戴设备。
本研究为推动纤维器件向智能化系统发展提供了新的思路与重要启示。
图1 照片显示了FICs的结构。
图2 FICs中晶体管和逻辑电路的电学特性。
图3 FICs的稳定性和耐久性。
图4 智能光纤系统的集成与应用。
综上所述，研究者提出了一种具有高微器件集成密度和强信号处理能力的纤维集成电路（Fibre Integrated Circuit, FIC），成功弥合了独立运行的纤维器件与闭环功能化纤维系统之间的关键鸿沟。
基于FIC 构建的纤维系统具备与普通聚合物纱线相当的完全柔性，有望成为一种高效新型平台，从根本上改变人类与电子系统的交互方式。
为进一步提升计算性能，FIC 架构可引入更多高性能处理单元，例如二维晶体管等新型器件，从而拓展其在更高阶计算任务中的应用潜力。
面向FIC 的实验室成果向规模化制造与商业化转化，未来仍需在多个关键方面持续推进：一是借鉴纤维电子器件的成熟制造技术，实现 FIC 的可规模化生产；二是参考植入式纤维电子器件的相关经验，逐步建立完善的监管与规范体系；三是针对体内应用场景，进一步提升其长期服役稳定性；四是依据具体临床需求，系统深化对生物安全性的评估。
Wang, Z., Chen, K., Shi, X.et al. Fibre integrated circuits by a multilayered spiral architecture. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09974-0
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09974-0
