近日，在浙江省杭州市召開的2019第二屆柔性電子國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)上，柔性電子與智能技術(shù)全球研究中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)（簡(jiǎn)稱“荷清柔電”）發(fā)布了兩款柔性芯片，分別為運(yùn)放芯片和藍(lán)牙SoC芯片，厚度均小于25微米。同時(shí)，荷清柔電還展示了利用柔性芯片制成的“創(chuàng)可貼”，可以監(jiān)測(cè)人體數(shù)據(jù)。ffgednc

清華大學(xué)柔性電子技術(shù)研究中心主任馮雪認(rèn)為：“柔性電子技術(shù)是一種將有機(jī)、無(wú)機(jī)材料制作在柔性、可延展基板上的新興電子技術(shù)?！比嵝孕酒鳛槿嵝噪娮拥闹匾种В黄屏藗鹘y(tǒng)剛性電路的物理形態(tài)，將在數(shù)字醫(yī)療、人工智能、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。ffgednc

目前，國(guó)內(nèi)外柔性芯片發(fā)展均處于起步階段，只有一小部分醫(yī)療檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用可以投入量產(chǎn)。對(duì)于柔性芯片技術(shù)來(lái)說(shuō)，電路制作材料和性能突破是最主要的限制。柔性芯片的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程剛剛起步，未來(lái)將可能帶來(lái)醫(yī)療監(jiān)測(cè)、可穿戴設(shè)備、機(jī)器人等領(lǐng)域的顛覆式變革。ffgednc

隨著“柔性屏”、“折疊屏”等技術(shù)已經(jīng)投入應(yīng)用并被許多人熟知，“柔性芯片”對(duì)大家來(lái)說(shuō)還是一個(gè)比較陌生的概念。柔性芯片所指何物？相比于傳統(tǒng)的剛性芯片有什么特征？在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r如何以及面臨什么樣的技術(shù)難點(diǎn)？本文對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了深入調(diào)查。ffgednc

一、適合多種形變環(huán)境，帶來(lái)新一代人機(jī)交互體驗(yàn)

柔性芯片相對(duì)于剛性芯片有三大特點(diǎn)。ffgednc

首先，薄。本次荷清柔電發(fā)布的兩款柔性芯片厚度均在25微米以下電子芯片，薄于一般頭發(fā)絲直徑的1/4。ffgednc

其次，柔。柔性芯片具有非常優(yōu)良的柔韌性，可以被輕易改變形狀。ffgednc

最后，大。本次荷清柔電發(fā)布的柔性芯片大約在5cm2左右。ffgednc

柔性芯片可以作為傳統(tǒng)剛性芯片的一個(gè)很好的補(bǔ)充，可用于許多不適合剛性芯片的情況，能夠在一定程度上適應(yīng)不同的工作環(huán)境，滿足設(shè)備的形變要求。ffgednc

在可穿戴智能設(shè)備上，柔性芯片可能促進(jìn)“新一代可穿戴設(shè)備”的產(chǎn)生?？纱┐髟O(shè)備的形態(tài)將變得更加靈活可變。例如，以后，手機(jī)可能像腕帶一樣纏在手上，或者想頭巾一樣戴在頭上。但是，這也要依賴柔性電池、柔性屏等柔電子技術(shù)的發(fā)展。ffgednc

在機(jī)器人領(lǐng)域，可以帶來(lái)更好的交互體驗(yàn)。柔性芯片為更加輕薄柔軟的電子感知系統(tǒng)提供支持，使得機(jī)器人對(duì)環(huán)境或人體的感知變得更加靈敏，進(jìn)而能夠又快又好地與環(huán)境或人體進(jìn)行信息溝通和互換，建立更完善的人機(jī)信息傳輸系統(tǒng)。ffgednc

在人體醫(yī)療監(jiān)測(cè)方面，柔性芯片已經(jīng)得到了非常重要的應(yīng)用，包括無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量、光電血氧傳感器、坐骨神經(jīng)電信號(hào)采集、類皮膚柔性變形傳感器、碳納米纖維泡沫柔性壓力傳感器、類皮膚柔性壓力傳感器等柔性醫(yī)療電子產(chǎn)品方面。ffgednc

二、國(guó)內(nèi)外均處于起步階段，目前主要應(yīng)用在醫(yī)療

馮雪稱：“柔性電子技術(shù)發(fā)展目前還處于起步階段?！蹦壳皣?guó)內(nèi)外的柔性芯片技術(shù)都才剛剛起步，大多數(shù)處于試驗(yàn)階段，小部分投入量產(chǎn)，主要集中在醫(yī)療傳感領(lǐng)域。ffgednc

1、荷清柔電中心ffgednc

荷清柔電中心發(fā)布的運(yùn)放芯片和藍(lán)牙SoC芯片，厚度僅為25微米。運(yùn)放芯片可用于放大模擬信號(hào)，藍(lán)牙SoC芯片則集成了處理器和藍(lán)牙無(wú)線通信功能。ffgednc

其研發(fā)的柔性傳感器“創(chuàng)可貼”里鑲嵌了可彎曲的監(jiān)測(cè)芯片。將它貼在體表，即可監(jiān)測(cè)血壓、血糖、提問(wèn)等數(shù)據(jù)，并能將數(shù)據(jù)無(wú)線上傳至手機(jī)應(yīng)用或云端，這項(xiàng)技術(shù)已通過(guò)國(guó)家藥監(jiān)局和歐盟CE認(rèn)證。ffgednc

“我們通過(guò)特殊的晶圓減薄工藝、力學(xué)設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)，使得剛性的硅芯片呈現(xiàn)出柔性和可彎曲變形的特征?！痹摴救嵝孕酒夹g(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王波說(shuō)，“硅基集成電路的柔性化十分具有挑戰(zhàn)性，這兩款柔性芯片在這一挑戰(zhàn)上運(yùn)用了新技術(shù)?！眆fgednc