编者按：原子级制造，是工信部确立的六大未来方向之一——未来制造的重点领域。原子级制造，是在原子尺度上去进行加工，构筑原子级细锐、精准、完美而且具备超常规物性的产品。原子级制造技术可为培育新质生产力提供原始推动力，已逐步从行业内萌动迎来国家层面重点布局，未来有望成为我国与国外“并跑”的赛道之一。本专题聚焦“原子级制造”，探究其为何吸引众多专家学者的目光？
　　 
　　 
　　顶层设计
　　 
　　工信部：研究出台原子级制造创新发展实施意见
　　原子级制造产业培育发展将迎政策布局
　　11月23日，2024原子级制造产业发展论坛在北京航空航天大学召开。与会专家普遍认为，原子级制造具备前沿性和高价值，是发展新质生产力的重要抓手。工业和信息化部党组成员、副部长单忠德在致辞中表示，将加快培育发展原子级制造产业，研究出台原子级制造创新发展实施意见。
　　原子级制造是指按原子尺度结构或原子精度产品加工的制造业。本次论坛上，北京航空航天大学负责人表示，原子级制造能够通过原子尺度的物质操控，实现传统技术无法完成的核心元器件和高端产品制造。中国科学院院士高鸿钧认为，原子级制造的发展将推动人类制造技术走向极限水平。中国工程院院士谭久彬表示，原子级制造的应用前景广阔，是下一代超精密制造的重要发展方向，也必将成为世界制造强国竞争的产业制高点。
　　发展原子级制造迎来新机遇
　　单忠德表示，原子级制造是极具技术挑战性、产业创新性、国际战略性和经济带动性的未来产业，对于提升工业基础能力、推进新型工业化具有重要意义。当前，原子级制造正处于从理论创新与关键技术突破向产业化迈入的关键阶段。我国具有良好的技术基础和人才储备、大规模多样化的应用市场空间和完整的制造业体系，发展原子级制造迎来新机遇。
　　单忠德表示，工业和信息化部将推动科技创新和产业创新深度融合，加快培育发展原子级制造产业。强化宏观指导，研究出台原子级制造创新发展实施意见，围绕重点领域谋划“揭榜挂帅”任务，支持建立原子级制造创新发展联盟，打造高水平产业链和产业集群。强化产业创新，加大产业科技创新支持力度，构建以企业为主体、产学研深度融合的协同创新格局，加速交叉复合型和工程型人才培养。强化生态建设，探索国家科技计划与金融联动机制，支持建设创新研发基地、中试平台、科技型孵化器等，构建原子级制造标准体系，深化国际交流合作。
　　工业和信息化部高度重视原子级制造。在2024年3月召开的2024（第一届）原子级制造论坛上，工业和信息化部高新技术司副司长陈彦丞表示，加速推进原子级制造科技创新和产业发展，是国家高新技术领域培育未来产业、赋能新型工业化的战略选择，后续将加强原子级制造顶层设计、创新发展生态体系，加强战略力量建设，打造新质生产力。2024年9月20日，2024原子级制造创新发展座谈会在南京召开，会议重点围绕《原子级制造创新发展实施意见（2025－2030年）》内容设置的科学性和可实施性进行了深入研讨。此外，工业和信息化部党组书记、部长金壮龙此前接受新华社记者采访时强调，要大力发展人形机器人、6G、原子级制造等新领域新赛道，建立未来产业投入增长机制。
　　组建原子级制造创新发展联盟
　　原子级制造正处于从点的突破迈向系统能力提升的关键战略节点。那么，如何加速突破这一“转型期”呢？
　　北京航空航天大学的相关负责人在论坛上表示，原子级制造能够通过原子尺度的物质操控，实现传统技术无法完成的核心元器件和高端产品制造。希望未来继续深化原子级制造领域顶尖高校、研究院所、行业企业的广泛交流与合作，共同推动原子级制造科技创新和产业创新的融合，为确保重要产业链供应链的自主安全可控提供有力支撑。
　　中国电子科技集团有限公司党组成员、副总经理俞承志在论坛上表示，原子级制造将深刻变革未来的生产制造方式，已成为全球科技竞争的新高地、未来产业的新赛道。作为覆盖电子信息产业全链条的中央企业，中国电科充分发挥企业创新主体作用，近年来携手多家单位，开展了原子级制造装备的论证研究并取得了阶段性突破。下一步，中国电科将担好原子级制造产业发展重任，加快推进关键共性技术攻关，与国内优势高校企业协同发力，要素共投、利益共享、风险共担，推动科技创新和产业转化齐头并进，共同将前沿基础研究转变为工程应用，筑牢原子级制造产业发展的根基。
　　在工业和信息化部指导下，近百所高校、科研院所和企业等共同发起组建了原子级制造创新发展联盟，并在本次论坛上宣布成立。
　　（摘自《工信部：研究出台原子级制造创新发展实施意见》，《中国证券报》2024年11月25日；《原子级制造产业培育发展将迎政策布局》，《上海证券报》2024年11月25日）
　　 
　　 
　　我国将加快布局原子级制造新赛道
　　12月4日，2024装备制造业发展大会正在重庆举行，会上，工业和信息化部相关负责人表示，我国将推动科技创新和产业创新深度融合，加快培育发展原子级制造产业。原子级制造是什么？有多强？应用前景如何？
　　正处于向产业化迈进关键阶段
　　原子级制造被认为是制造业的未来方向，与传统制造技术相比，原子级制造不仅在尺寸上更加微小，精度也更加高超，被认为是制造技术的终极形态。工业和信息化部相关负责人明确表示，我国将加快布局原子级制造、量子科技、清洁氢等未来产业的新赛道。
　　工业和信息化部高新技术司副司长毛俊锋指出，“以原子级制造为例，我们研判目前我国原子级制造正处于从理论创新与关键技术突破，向产业化迈进的关键阶段”。
　　设立原子级制造国家科技重大项目，在完善产业生态上，将出台关于原子级制造创新发展的实施意见，此外，还将凝聚业内的合力，通过原子级制造产业，带动高端装备、航空航天、新材料等战略性产业实现跨越发展。
　　何为“原子级制造”
　　原子级制造是什么？通俗来讲，原子级制造就是在原子尺度上去进行加工，形成具有原子级特定结构特征的器件产品。从实现形式上，可以是以原子级精度进行“去除”加工，也可以是以原子级精度进行“增材”制造。
　　业内人士表示，原子级制造与传统制造有着本质的区别。“传统制造的切削、研磨、3D打印等制造技术的工具一般为刀具，其操控对象是块体连续材料，而原子级制造的工具为光子、电子、声子等这一类基本粒子。”中国工程院院士、浙江大学教授杨华勇说，原子级制造的机理不是经典力学所能描述的，而是量子力学的范畴，通过光、磁、电、热等多物理场的调控可以对原子定向去除、增加、迁移，从而实现材料构件的原子级制造，有望从根本上颠覆制造产品的精度和性能极限。
　　2024年，“原子级制造”开始从前沿技术迈入产业范畴。年初，中国工程院院刊《中国工程科学》将其列入未来新材料产业。2024年2月，第一届原子级制造论坛召开……
　　2024年7月，国务院新闻办举行“推动高质量发展”系列主题新闻发布会，工信部部长金壮龙在会上提出聚焦原子级制造、深海空天开发等领域，实施一批科研攻关项目，突破一批关键核心技术，形成一批标志性产品，建设一批企业孵化器。
　　值得关注的是，11月，金壮龙在求是网发表《进一步全面深化工业和信息化领域改革为推进新型工业化注入强大动力》。其中再提，前瞻布局未来产业，大力发展原子级制造、清洁氢等新领域新赛道，建立未来产业投入增长机制，完善孵化与加速政策体系，落地一批重大应用和产业化项目。
　　“原子级制造”有多强
　　作为逼近理论极限性能的变革性制造技术，原子级制造目前是各国竞相布局的路径之一。原子级制造也是国内有望与国际先进“并跑”的领域之一，对我国保持产业链安全、竞争高端制造市场具有重要意义。“原子级制造”有多强？
　　中国科学院院士、南京大学教授祝世宁介绍，在制造方面，原子级制造有望开发出一系列具有超小尺度精度和卓越性能的新型产品。在材料方面，通过原子级设计和改造，可以实现材料系统的革新。这两方面融合发展，将为人类社会的进步开辟新的道路。
　　以集成电路行业为例，中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授谭久彬曾在2024（第一届）原子级制造论坛上举例道，如果能实现单原子特征的芯片，其在尺寸、功耗可降低至当前的千分之一以下，计算能力则提升千倍以上。
　　业内人士表示，原子级制造在未来制造、未来信息、未来材料、未来能源、未来空间和未来健康等方向有着丰富的应用场景，有望催生万亿规模新市场。
　　应用前景广阔
　　我国把原子级制造作为引领制造业跨越赶超的新赛道，加以研究部署。9月底，工信部在南京举办的原子级制造创新发展座谈会上提出，要聚焦原子级制造等领域，实施一批科研攻关项目，突破一批关键核心技术，形成一批标志性产品，取得一批标志性成果，建设一批企业孵化器，从前瞻性布局逐步进入实质性推进。
　　业内人士表示，原子级制造的应用前景广阔，是下一代超精密制造的重要发展方向，也是材料与制造领域的必然趋势。
　　原子级制造技术提出至今，已经在一些尖端制造领域变成现实。近年来原子层刻蚀及原子层沉积技术的发展,使得半导体材料和器件的新功能和新应用成为可能。
　　在半导体领域，随着后摩尔时代对晶圆加工精度要求的不断提高，薄膜沉积设备作为集成电路先进制程晶圆制造的关键设备，因其技术参数直接影响芯片性能，众多制造厂商已经开始在原子层上下功夫。原子层沉积技术（ALD）是一种一层一层原子级生长的薄膜制备技术，凭借沉积薄膜厚度的高度可控性、优异的均匀性和三维保形性，在半导体先进制程应用领域彰显优势，成为一项沉积功能薄膜的重要技术。
　　值得注意的是，随着全球半导体产业的进一步扩张，市场竞争更加充分，半导体设备制造产业或将面临新一轮技术变革。届时，以ALD设备为代表的原子级制造技术或将成为焦点赛道。根据SEMI行业统计显示，ALD约占半导体镀膜板块的11%—13%市场份额，未来几年预计将保持高速增长，复合增长率高达26.3%。
　　（摘自《我国将加快布局原子级制造新赛道》，《北京商报》2024年12月5日）
　　 
　　 
　　智库视点
　　 
　　多位院士详解原子级制造，能给我们带来什么？
　　平时大家都会谈到纳米技术，可比纳米还要小的原子级制造技术是什么，强在哪，又有哪些应用？在近日举行的第一届原子级制造论坛期间，中新财经记者采访了中国科学院和中国工程院多位院士以及高校专家，来看看他们是怎么说的。
　　什么是原子级制造？
　　中国工程院院士杨华勇接受中新财经采访时称，原子级制造比纳米还要小，原子级制造技术是零点几个纳米。
　　南京大学原子制造研究院院长宋凤麒称，对于器件来说，原子级制造能够把器件的加工能力做到原子级别的精度，使得器件的性能达到极限。“传统制造主要是工艺装备，但是到了原子级制造水平，可以把材料直接打破到原子水平。因此，原子级制造既是材料，也是装备。”
　　中国科学院院士汪卫华接受中新财经采时表示，原子级制造有可能制造一些非常微小的东西，能够创造一些新的材料，利用原子来堆积，本来原子是没有生命的，堆积多了就会变成大分子，就有可能会有生命，这样就能够破解很多关键的物质科学问题，是非常重要的基础科学。
　　中国工程院院士郭东明接受中新财经采访时称，产品制造的精度和材料的性能直接影响着产品的性能，随着对产品性能要求的不断提高，产品的精度也不断提升，制造已经从微米级延伸到纳米量级，下一步必然延伸到原子级精度。
　　未来有哪些应用？
　　原子级制造技术现在用在哪？杨华勇表示，最尖端的像集成电路，5纳米以下就开始用亚纳米级，光刻机上光路系统中的平面加工精度就要达到亚纳米级。另外未来航空航天到处可以用原子级制造技术，因为原子级制造是零点几个纳米，精度的改变可能会改变材料的各个方面。
　　宋凤麒举例称，集成电路中的原子层沉积技术，可以得到一些极为薄的，极高质量的栅层，使得集成电路路线可以进一步往下延伸。还有一些原子级的测量能力，包括电镜，光学表面的测量等，都已经走到了产业链的前沿。
　　从产业的核心技术跃升方面来看，原子级制造是可以变革产业的，比如信息、能源和生物等。在这些领域，原子级制造可以培育出一些新兴的产业，比如说下一代的信息技术，下一代的医药技术，下一代的电池技术等。”宋凤麒称。
　　郭东明表示，一个应用方向是材料装备和产品制造融合，过去的制造往往是先制备材料，再制造产品，材料的制备和产品的制造是分开的。随着大家对产品性能的要求越来越高，如何把材料原子级调控与创新的制造技术相结合，制造传统技术无法实现的高性能产品已迫在眉睫。
　　不少与会专家认为，原子级制造能够赋能集成电路、精细光学、高端传感等高新技术产业，并助力信息通讯等产业高质量发展，培育新材料创制、高端装备等战略新兴产业和支撑量子信息等未来产业。
　　为什么要重视原子级制造发展？
　　宋凤麒称，针对原子级制造的科技计划和项目的布局，体量非常之大，所以原子级制造是主要大国竞相布局的战略高地。目前来看，原子级制造的科学基础已经初步奠定，并开始展现出基本能力的苗头，这也说明原子级制造是有着巨大应用价值。
　　郭东明认为，原子级制造是瞄准未来的战略布局，尽管当前产业的绝大部分产品还没有进入到原子级制造这个高度，但有些领域已经涉及，纳米制造已难以满足这种要求。原子级制造不仅是原子精度的制造，更重要的是把材料的创造与产品的制造能够密切结合在一起。
　　在第一届原子级制造论坛期间，原子级制造100人会成立。原子级制造100人会倡议，加强技术开发是发展原子级制造的核心任务。学术界与产业界要加强互动融合，统筹开展核心技术、产业政策、攻关路线和应用指南研究，形成产学研用协同推进机制，培育新质生产力。
　　杨华勇也认为，对于原子级制造，现在要把一些点上的突破集聚起来。这样一方面从基础研究上可以做得更深入、更透彻；另一方面看准未来关键技术，找到突破点，在若干年以后，来引领新质生产力发展。
　　很多参会专家也表示，原子级制造是世界主要大国近年竞相布局的先进制造“未来域”，是我国必须掌握的核心“根技术”。
　　（摘自《多位院士详解原子级制造，能给我们带来什么？》，中国新闻网2024年2月27日）
　　 
　　雒建斌、叶鑫等：原子级制造的关键基础科学问题
　　一、原子级制造的重大机遇与挑战
　　（一）原子级制造的发展现状与紧迫性
　　原子级制造展现出巨大优势和发展潜力，成为先进国家科技战略布局的聚焦点。2015年，美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）启动了“从原子到产品”（Atom to Products）的研究计划，旨在研制有效的装配方法使制造出的大尺度组件和系统能够保留材料原子级效应和性能，包括“原子到微米组装”，即将原子、分子和团簇等组装成微米尺度的模块以及“微米到毫米组装”，将微米尺度模块组装成毫米尺度的材料、器件或系统。2018年，日本提出“皮米制造”理念，由日本东北大学、日本理化所、大阪大学等团队相继开展皮米级制造相关研究，旨在将光学元件表面加工精度由纳米级进一步提升到皮米级水平。同年，美国能源部先进制造办公室启动了原子精密制造计划，目标是推进具有原子级特征结构的后摩尔时代芯片的发展。2019年，德国提出了“单原子晶体管”概念并开展了原子尺度新型集成电路器件的研发。2022年，美国发布《先进制造业国家战略》，强调原子级精度制造在微电子和半导体制造创新发展中的战略支撑作用。
　　自然科学基金委在2009年开始实施的重大研究计划“纳米制造的基础研究”过程中，在基础理论方法、关键技术、核心仪器装备、典型工程示范应用等几个层面取得了系列成果。该计划涵盖了纳米精度制造、纳米尺度制造、跨尺度制造和微纳制造新方法探索四大研究领域，创新性地提出了将宏观尺度的纳米精度制造纳入纳米制造研究中，向批量化、一致性、低成本的制造技术和工艺装备聚焦，通过原理创新及前沿技术攻关，将我国制造技术从微米制造推进到纳米制造，奠定了我国纳米制造的基础，为解决中国制造的战略任务、在国际上形成有重要影响的研究成果发挥了重要作用。2014年，房丰洲提出了制造发展的三个范式，指明原子及近原子尺度制造是制造范式Ⅲ的核心使能技术。2018年，中国科学院推出了战略性先导科技专项“功能导向的原子制造前沿科学问题”，该专项设立了三个研究方向：低维材料和异质结构的原子尺度精准制造、原子尺度精准结构与性能的对应与调控关系、高品质异质结构信息器件的原子制造。此外，南京大学、浙江大学、华为战略研究院等机构相继成立了有关原子级制造的研究中心。
　　（二）原子级制造的发展机遇与挑战
　　原子级制造有望颠覆传统制造范式并推动物质科学进步，是引领新一轮科技革命和产业变革的前沿技术。原子级制造可利用原子尺度特有的量子效应以及特殊的能量传递规律，在原子尺度精确操控物质和能量，创造前所未有的新物态、新材料、新器件，拓展人类对物质世界认知、控制和制造能力的边界。原子级制造将会打破传统制造工艺、机理规律以及重塑评价表征测量体系，将出现能够精确去除单原子或单原子层的“原子刀具”，具有原子精度测量能力的“原子探头”以及全新的“原子级形位公差”和表面质量的评价体系。在量子技术领域，实现单原子尺度的材料创制在获得新量子材料和结构、发现和调控新物性、构造新原理量子信息器件等方面具有极大的优势。例如，随着未来信息器件朝着更小尺寸、更低功耗、更高性能的方向发展，以单个原子为基元构建器件单元是信息领域发展的极限目标。在原子尺度条件下，量子纠缠、量子相干等效应凸显，也为规模化可控制造功能信息器件提出了全新的挑战和机遇。
　　原子级制造不是纳米制造在尺度上的简单延伸，而是有着许多与纳米制造截然不同的理论与工艺亟待探索，也有着包括高端芯片、新型显示等领域未来产业发展的需求牵引。原子级制造技术在我国逐渐形成了一批优秀的研究团队和一定的学术影响力，然而研究方向和成果相对分散，尚未形成推进原子级制造技术进步的有效合力。虽然我们目前已经在原子尺度物质科学研究领域取得一些进展，但距离以批量化、一致性为本质特征的制造工艺的实现仍然存在较大差距。原子级制造涉及物质从经典行为到量子行为的跨越，存在原子之间、原子与能场之间复杂的物理化学作用，需要跨学科组织全国优势力量、研究机构，加强学科交叉融合与人才培养，打通相关学科壁垒，才能提高我国学者在原子级制造领域的整体研究水平和国际影响力，引领国际原子级制造领域的发展，在深入研究原子级制造的同时势必也会推动各相关学科的发展，特别是促进制造科学与物质科学的深度融合。
　　二、未来5-10年原子级制造的发展目标及资助重点
　　（一）发展目标
　　瞄准原子级制造研究前沿，结合高端芯片、新型显示等领域超高性能关键零部件、超构光学器件和超高精度仪器等重大需求，通过机械、物理、化学、材料、信息等多学科交叉，开展原子级制造基础理论及工艺方法研究，促进原始创新。重点围绕原子层制造、原子/分子团簇器件制造、原子级制造测量与表征等方面的新原理、新方法、新工艺深入开展系统性基础研究，建立支撑原子级制造这一全新制造范式的体系化工艺和技术，为半导体制造、新型显示和超精密仪器等领域的技术变革和产业发展提供坚实的理论支撑。通过相对稳定和较高强度的支持，吸引和培育一支具有国际先进水平的研究队伍；开展学科交叉的原子级制造基础理论研究，促进我国先进制造研究与技术水平的整体提升。
　　（二）资助重点
　　1、原子层制造
　　（1）原子层抛光新原理与新技术。目前高端芯片、新型显示等向尺度和功能极端化方向发展，如钨互连层抛光终点抓取需要逐渐迈入单原子层精度，而第三代半导体材料表面粗糙度达到原子量级且原子层缺失小于3层，因此对原子层抛光的需求迫切。建议聚焦于机械化学限域反应原理及原子层去除多源能量调控机制等科学问题，重点研究多源能量协同的原子级极限精度加工理论和方法，探索复杂曲面、功能结构、多种异质/异构表面原子级材料的精准操控机理，建立以原子层为基本单元的功能表面和结构极限精度加工的新原理、新方法与新工艺。
　　（2）原子层沉积/刻蚀精准调控机制。近年来量子芯片、激光芯片等高端芯片的制造是各国激烈争夺的战略方向，需要原子层制造技术及工艺装备的支撑。例如，高端芯片的极小结构表面和边沿需要将表面精度控制在数个原子层起伏，深宽比需要进一步提升。建议聚焦多场作用下异质/异构界面材料原子运动与迁移控制原理与方法、跨尺度高性能、高效率制造技术与理论等关键科学问题，重点研究从单原子操纵到任意多原子组合的集成技术、异质界面选择性原子级精度沉积与同步刻蚀工艺，建立多自由度量子协同调控新原理，实现原子层去除/组装/改性精准控制，发展全过程工艺耦合制造方法，为原子级样机制造到跨尺度产品集成提供理论与技术支撑。
　　（3）高效高一致性原子层制造工艺与装备。随着高端芯片制造工艺逐渐迈入1纳米线宽的物理极限，硅晶圆基底和互连层多元异质材料的表面抛光精度需要达到原子级平坦度和表面粗糙度以及近零缺陷，面临很大的挑战性。建议聚焦芯片加工和原子级材料去除过程中的基础科学问题，重点加强异质材料同步去除机理、晶圆表面单原子层蚀刻清洗原理和原子级精度表面生成规律的研究，着力推动新一批原创技术发展与应用，促进人工智能与制造工艺、装备研制相结合，研发高精度在线检测一体化技术与装备，为实现原子级精度表面高效加工及一致性制造提供理论与技术支撑。
　　2、原子/分子团簇与器件制造
　　（1）原子/分子团簇新材料的宏量制造方法。构建具有奇异特性的原子/分子团簇材料，是制造强塑性/强韧性/耐高温航空航天结构件、高分辨新型显示/超灵敏探测器等的原子/分子团簇构件或器件的重要前提。团簇材料制造涉及原子/分子团簇的构效关系、精确调控、宏量制造等方面。与会专家建议聚焦团簇结构的精确调控机制、团簇材料的批量化制造方法等关键科学问题，重点研究团簇生成及晶胞结构调控过程中的量子力学作用机制与控制方法，为原子/分子团簇和晶胞的高性能制造提供调控原理；研究团簇和晶胞结构形态与材料特性之间的构效关系，为优异特性的材料制造提供合理设计；研究特定形性团簇和晶胞的稳定性和一致性控制方法，为团簇的宏量制造提供关键方法支撑。
　　（2）高性能器件或构件的原子/分子团簇构筑机制与方法。由原子/分子团簇构筑新型功能器件涉及对器件物理的深刻认知、构筑结构的精确调控、构筑界面的特性控制等问题。与会专家建议面向新型显示和航空/航天结构件等典型器件或构件等关键需求，聚焦团簇材料的定域组装、异质/异构界面的力学/电学/光学界面特性调控等科学问题，重点研究团簇组装和图形化过程中的界面力学作用机制，为团簇结构制造提供关键理论支撑；研究“自下而上”与“自上而下”相结合的团簇结构定域组装机制与调控方法，实现团簇微纳结构的一致性、批量化制造；研究团簇异质/异构界面的力、热、光、电等基本物理特性形成机制与控制方法，实现团簇结构的基本性能调控，为从原子到器件制造提供原理方法支撑。
　　（3）团簇—微纳结构—器件性能的映射关系与高性能制造技术。从团簇到器件的跨尺度制造不但需要厘清团簇—微纳结构—器件性能的映射关系，而且需要关键工艺与装备作为支撑。与会专家建议聚焦团簇器件或构件制造的跨尺度映射关系，团簇材料的高效率印刷制造工艺和装备等关键问题和挑战，重点研究团簇形性特征、微纳结构功能特征、器件性能三者之间的对应关系，为器件功能和性能设计提供理论依据；研究由团簇材料到宏观器件的一体化制造新工艺和新方法，为高性能团簇器件制造提供创新工艺技术；研究新型显示/航空航天结构件等典型团簇器件或构件的创新印刷装备，为团簇器件的制造和应用提供制造装备新范式。
　　3、原子级精度制造新原理新方法
　　（1）能场辅助原子级切削机理研究。高性能复杂构件的制造精度与损伤控制要求逐渐逼近原子级，然而根据现有原子尺度切削机理，机械去除难以实现单层原子去除，亟需探明能场辅助下的表层原子键能弱化和去除机制，为原子级精度及损伤控制这一难题提供新原理和新方法。与会专家建议聚焦于多场耦合原子级精度材料去除以及近零损伤的加工难题开展研究，探索多能场耦合作用对切削断键所需能量的调控新原理，阐明原子尺度推挤变形、断键成屑材料去除机制，探索多能量场对表面原子之间键能弱化的新方法，为复杂构件表面材料原子级精度的可控去除提供理论依据，进而为实现战略领域高性能复杂构件表面原子级精度制造奠定基础。
　　（2）多元能场原子有序排布机理。强激光透镜等尖端元件的原子级缺陷是制约光学元件损伤阈值的关键因素，也是人类突破核聚变技术实现无限清洁能源梦想必须解决的核心问题之一，亟需研究原子级制造新方法对材料内部原子排列进行精准调控，从而实现无损加工。与会专家建议针对多元能场材料表层原子定域操控的新机理和新方法等关键问题，研究高密度电子风等能场对表面原子进行排布的调控新方法，揭示能场作用下金属材料的结晶优化、进而促使位错移动和湮灭的新原理，探索相界原子的高有序度调控新机制，以实现表层裂纹和亚表面塑性应变的修复，对晶体材料表面加工缺陷进行原子级尺度的精准调控，为高性能无损表面加工以及修复提供理论支撑。
　　（3）突破光学衍射极限的原子级精度制造机理。未来物理、化学和生物领域的特殊功能和性能的实现依赖原子级精度微孔对离子、光子、声子以及生物大分子的精准调控，亟需研究突破光学衍射极限加工新方法。与会专家建议面向基因测序、海水淡化等领域离子主动调控需求的原子级精度微孔加工难题，探索超光学衍射极限的超高精度、近原子尺度微孔加工新方法。研究纵波红外激光、扫描探针介电击穿等超光学衍射极限的超高精度微孔加工新方法，探究多能场耦合作用下定点原子级材料转移新机制；研究多能场辅助下基于电子束和离子束等高能束的原子级精度高深宽比微孔制造新方法，解决异质材料表面原子精度去除的近原子尺度微孔制造难题，为离子、光子、声子在线测量和精准调控的实现提供支撑。
　　4、原子级制造测量与表征
　　（1）高时空分辨多维动态超快观测。原子级制造涉及原子尺度下的能量注入、交换与耗散过程，涉及超快时间尺度、极小空间尺度、多维度及跨尺度等动力学过程，其质能传输在时间、空间、能量和动量等多维度下以及在温度场、电磁场和应力场等多场下均有体现，现有观测技术已无法满足。建议聚焦原子级制造过程中光子—电子—声子非线性、非平衡态质能传输机制等科学问题，重点研究高时空分辨和多场耦合观测技术、超快连续观测技术、以及超快多维跨尺度观测技术等。
　　（2）原子级制造过程超精密原位动态表征。原子级制造表征是保障原子级制造可达性和可靠性的关键。当前对跨尺度多场动态高速测量方法、原子尺度高端动态表征设备等需求极为迫切。建议聚焦多物理场作用下的超高空间分辨信息解耦原理等科学问题，重点研究超高动态响应跨尺度多物理场测量新方法，发展具有超高分辨能力的高端动态原位表征设备，推进原子尺度动态表征设备自主可控。
　　（3）原子级制造性能评价新方法。原子级制造性能评价新方法是实现原子级制造过程精准控制、保障原子级制造精度的必要手段。建议聚焦极端服役环境下原子级制造中缺陷、形位误差等对器件性能的影响机制等科学问题，重点研究加工质量/产品性能指标的综合评价方法，形成加工质量/服役性能和原子级制造之间的双馈模式，提升原子级制造稳定性及可控性。
　　（摘自《原子级制造的关键基础科学问题》，《中国科学基金》2024年第1期；雒建斌 中国科学院院士，曾任清华大学机械工程学院院长；叶鑫 博士，副研究员，国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学二处项目主任。）
　　 
　　 
　　大力发展原子级制造，加快布局未来制造新模式
　　一、原子级制造的内涵及使能作用
　　制造技术是社会、经济、生产力发展的基础，其发展历程与三种制造范式理论相契合，即从早期以经验和技艺为基础的毫米量级和亚毫米量级，发展至以机械化、电气化和数字化为特征的微米量级甚至纳米量级。在科学探索、大科学装置、先进光学及下一代核心元器件等领域发展的驱动下，制造技术必将进入原子及近原子尺度，即原子级制造的发展阶段（见表1）。
　　表1 制造业发展进程中三种制造范式的特征
　　 
　　（一）原子级制造的内涵
　　所谓原子级制造（Atomic and close-to-atomic scale manufacturing，ACSM），顾名思义，就是在原子尺度上进行加工，构筑原子级细锐、精准、完美，且具备超常规物性的新材料、新器件、新产品。原子级制造的提出，不仅在未来制造技术和理论方面形成颠覆性变革，为解决“未来制造”提供了一条从基础研究出发的新路线，而且被认为是人类制造技术和物质创制的极限，也可能是人类改造物质世界的终极能力之一。
　　从核心环节看，实现原子级制造需要三个环节：第一步从认识原子、看到原子再到操纵原子，涉及了原子物理以及量子力学的相关研究；第二步是将原子、分子按照意愿组合成凝聚态材料，涉及了凝聚态物理以及材料科学与工程的相关研究，这一步主要在院校和科研院所里完成；第三步则是最终实现超越常规的性质、器件和产品，也就是产业化、商业化阶段。
　　从制造技术角度看，原子级制造是一种极限尺寸的制造技术。制造技术经历了宏观制造（毫米级）、介观制造（亚毫米特征尺度）、微米制造和纳米制造等阶段。随着特征尺寸的不断缩小，器件的集成度和核心性能指标不断提升，原子级制造将成为制造技术进一步发展的必然趋势，可以微缩器件的特征尺寸并提高制造精度，开发出一系列具有超小尺度精度和卓越性能的新型产品。具有代表性的包括单原子器件、二维半导体器件和从原子直接生长的功能器件等。其中，利用原子制造获得特定性质的二维半导体材料，并将其以原子级洁净和锐利的触点集成到器件中，有希望取代硅基半导体，引领后摩尔时代的发展。
　　从材料创制角度看，原子级制造可以实现材料系统的革新。一方面，原子级制造能实现对分子和晶体的精准操控，进而完成对物质和材料彻底的再设计和批量创制，突破分子和晶体化学组分和结构的限制来创造新分子、新材料和新器件，实现材料装备和产品制造融合。另一方面，原子级制造有望创造出与当下产品具有完全不同属性的物质。原子级制造能获得部分性能数量级提升，或者本征特性彻底改变，部分物性能无限逼近理论极限，甚至可以获得超越现有极限的全新物性。具有代表性的包括高熵合金、魔角材料和异质结材料等。其中，魔角石墨烯是一种将两片石墨烯以特定角度相互堆叠形成的材料，因其独特的物理特性和潜在的应用价值，‌已成为量子计算和量子材料领域的研究热点。
　　（二）‌原子级制造的使能作用
　　原子级制造作为一种颠覆性的使能技术，是突破当前科技前沿制造瓶颈的下一代制造技术主要发展趋势，其高精度的特性势必对产业变革产生巨大影响力，将带动多个产业核心技术跃升，为培育新兴产业提供契机。具体而言，原子级制造能够赋能集成电路、精细光学、高端传感等高新技术产业，并助力信息通讯等产业高质量发展，培育新材料创制、高端装备等战略新兴产业和支撑量子信息等未来产业，促进下一代信息技术、下一代医药技术、下一代能源技术等的诞生（见表2）。
　　表2 原子级制造的应用领域及关键作用
　　二、国内外原子级制造的发展现状
　　原子级制造是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，也是保障国家安全和推动国计民生重大装备跨代升级的重要前沿方向，世界主要经济体均高度关注和推动科研突破。据相关专家所述，目前，国际上已逐步研制出一些基于原子量级制备功能材料和器件的方法（见表3）。
　　 
　　 
　　表3 已研制出的基于原子级的制备技术
　　 
　　（一）原子级制造已成为先进国家科技战略布局的聚焦点
　　从前期布局看，美国政府持续推出相关支持计划。1986年，美国科技智库就提出，原子制造技术与人工智能可以并称为对人类未来具有根本意义的两大技术。1990年，美国IBM Almaden实验室用SPM探针首次构筑了原子级精准的人工结构，宣告了SPM原子操纵技术的诞生，开启了原子级构筑人工材料的序幕。2015年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）启动了“从原子到产品”（Atom to Products）的研究计划，旨在研制有效的装配方法使制造出的大尺度组件和系统能够保留材料原子级效应和性能，包括了“原子到微米组装”等。2018年，美国能源部先进制造办公室启动了原子精密制造计划，目标是推进具有原子级特征结构的后摩尔时代芯片的发展。2022年，美国发布《先进制造业国家战略》，数次点题原子级制造，强调其对微电子和半导体制造创新发展的战略支撑作用。2023年11月24日，《Science》杂志发布了十大前沿纳米科技难题，“如何实现原子精度制造的大尺寸化”位列其中。
　　从基础研究看，知名高校和机构成为创新策源地。2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆等因发现原子层厚度的石墨烯而获得诺贝尔物理奖，推动了气相法和分子束外延技术在制备原子层厚二维材料的发展。2015年左右，欧洲、美国等国家和地区的研究人员针对电子产品与所处环境（温度／湿度、气氛、辐射、应力等）长期相互作用引起的可靠性问题，开展了“从原子到产品的可靠性”研究，旨在从原子级层次研究减弱这种相互作用对系统可靠性的影响。2018年，日本提出“皮米制造”理念，由日本东北大学、日本理化所、大阪大学等团队相继开展皮米级制造研究，旨在将光学元件表面加工精度由纳米级进一步提升到皮米级水平。同年，加拿大阿尔伯塔大学的科学家尝试将机器学习用于原子制造，为推动原子尺度、低功耗电子产品的发展寻求解决方案，这一探索有望使得原子尺度制造和大规模生产成为可能。此外，日本大阪大学、英国思克莱德大学、美国的劳伦斯利弗莫尔国家实验室等高校和科研机构也开展了相关基础研究。
　　从科研成果看，半导体领域取得部分突破性进展。2002年，美国康奈尔大学报道了第一个单原子晶体管的原型器件，同年哈佛大学等报道了类似的器件工作。2012年，澳大利亚新南威尔士大学宣布基于STM技术制造出硅基磷单原子晶体管；2022年，他们又制造出世界上第一个原子级量子集成电路。2023年，美国哥伦比亚大学的研究人员还在室温超原子半导体领域取得了重大进展，他们在实验室合成由铼、硒和氯通过范德华力堆叠而成的超原子材料，用来制造一种使用激子而不是电子的晶体管，能够在室温下实现无损耗的电子传输，有望大幅提高芯片的速度和效率。但是，由于铼金属极为稀缺，难以进行商业化开发，更可能在航天和量子计算等领域得到一些应用。同年，麻省理工学院（MIT）华裔研究生朱佳迪所在的团队成功研制出原子级别厚度的芯片技术，这款基于二硫化钼的原子级薄晶体管利用只有3层原子厚的2D材料，突破现在普遍采用的硅晶体管尺寸，制造出的1nm芯片具有超薄、低功耗、高性能、兼容CMOS后道工序等显著优点。2024年，美国密歇根州立大学(MSU)的物理学家们开发了一种新的方法，将高分辨率显微镜与超快激光结合起来，以原子尺度分析检测半导体的“缺陷”。
　　（二）我国与发达国家在原子级制造方面的布局与探索几乎同时起步
　　中国科学院高度关注和跟进原子级制造发展。理论研究方面,中国工程物理研究院所研究人员于2016年就发表文章介绍美国A2P（从原子到产品）理念。在2022年两院院士选出的十大科学问题以及2023年中国科学院雁栖湖论坛上票选的高端制造前沿十大科学问题中，原子制造均被列入。2023年3月，国家自然科学基金委员会两个学部连续召开两次高端论坛，分别讨论了“原子级制造的基础科学问题”与“原子制造的物质科学基础”。项目部署方面，中国科学院自2018年起部署若干重大项目，组织系统开展原子级制造技术相关的基础与应用研究，启动了战略性先导科技专项（B类）“功能导向的原子制造前沿科学问题”，设立了三个研究方向，并在2024年由半导体研究所赵超研究员-王占国院士团队成功实现了基于机器学习和原位反馈控制的III-V族半导体外延。
　　一批原子级制造的创新机构相继组建。研发载体方面，南京大学是国内最早（2018年）成立原子制造创新研究中心和原子制造物理实验室的高校，主要聚焦原子数可控团簇与电子器件、拓扑电子材料与拓扑器件、介观输运物理与量子器件等研究内容。浙江大学于2021年建立了原子精度制造平台；天津大学、北京航空航天大学和西南交通大学等也设立了专门的研究机构。华为成为了国内原子级制造领域的企业开拓者，于2019年4月成立了战略研究院，确定原子制造为其重要探索方向之一。研究成果方面，北京大学、南方科技大学和南京大学等近几年陆续有研究成果产出，包括“成功操控双层石墨烯堆叠转角生长（有望为大批量制备可控转角多层二维材料领域提供一种全新的低成本方案）”“发明原子级可控精准掺杂技术（研制出国际上迄今速度最快、能耗最低的二维晶体管）”“首次提出一种基于等离子体诱发原子尺度重构效应的半导体氧化物材料原子级表面高效制造新技术”，以及“电调控单原子磁性与存储晶体管原型设计”等。
　　南京和北京是国内原子级制造起步较早的地区。南京市依托南京大学的科创资源，政校联合大力推进原子级制造。在江苏省支持下，南京大学正在培育原子制造重大科技基础设施和大科学装置，以期在亚五纳米集成电路加工、先进器件制造中发挥更重要作用。南京浦口区与南京大学签署共建南京原子制造创新研究中心战略合作协议；浦口开发区的江苏集创原子团簇科技研究院成功入选南京市重点培育平台型新型研发机构。南京大学还与苏州市政府签署合作备忘录，在其苏州校区新建原子制造研究院，组建一支包含10名以上国家领军人才、20名国家级青年人才的专业人才队伍。北京市主要聚焦以石墨烯为主导的蜂窝状二维原子晶体材料发展，作为未来产业培育的重点细分领域之一，并依托中国科学院等顶级资源召开第五届雁栖湖会议、（第一届）原子级制造论坛等专题研讨。在（第一届）原子级制造论坛上还成立了由来自全国100余位专家学者组成的原子级制造百人会。
　　三、国内专家学者对原子级制造发展的观点建议
　　观点一：未来制造必将更进一步走向原子尺度
　　中国政协常委、中国工程院院士杨华勇表示，制造技术先后经历了宏观、介观、微观和纳米等多个阶段，当前正从“纳米时代”走向“原子级时代”。原子级制造是可以赋能产品获得逼近理论极限性能的变革性制造范式和“根技术”之一，是我国与美西方发达国家在制造领域竞争的重要赛道。中国科学院院士、发展中国家科学院院士汪卫华指出，原子级制造代表制造领域的技术制高点，其技术突破将极大影响产业结构。在低维材料原子尺度的精准制造等方向开展的攻关研究，将推动在新材料和新器件领域取得重要进展。南京大学教授宋凤麒认为，原子级制造瞄准未来技术，致力于将物质结构的控制精度全面提升至原子极限水平，制造性能逼近极限的“完美”产品；能极大丰富新材料供应，推动人类实现“材料按性能需求定制”；能将芯片集成度提高至原子水平，推动芯片和算力的巨大提升，以核心材料的精细化和高性能化带动单个器件乃至整个系统的性能飞跃，推动制造业走向未来时代。
　　观点二：原子级制造的发展目前仍存在着诸多难点
　　中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授谭久彬认为，尽管原子级制造的优势非常显著，但目前来看，实现原子级制造非常难。这一技术在国内外都还处于萌芽阶段，无论是科学原理，还是关键技术，无论是原理探索所需的科学仪器，还是制造过程所需的加工装备，都极大地挑战着我们现在的认知和能力范畴，大量瓶颈问题亟待解决。南京大学教授宋凤麒指出，原子级制造面对的挑战中，最关键的还是基础设施与装备部分。目前，大部分核心设备仍掌握在发达国家手中，国内研究设备依赖进口。我国需要发展自主知识产权保护的核心技术装备，以及支撑原子级制造发展的特色核心技术装备。
　　观点三：原子级制造的发展需要科技界和产业界的紧密合作
　　中国科学院院士、南京大学教授祝世宁表示，原子级制造是人类在材料和制造领域的一项变革性甚至是颠覆性技术，仅靠单一学科是不可能做到的，必须依靠多学科的交叉和协同、政府的组织引导和市场的积极参与，长期坚持，才能取得成效。单纯寄希望于短期的“超车”可能会带来一时的突破，但长远来看，稳健、持续的步伐才是关键。中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授谭久彬认为，在原子级制造领域，可以发挥新型举国体制优势，整合全国优势研究资源协同攻关，实现“并跑”甚至“领跑”，为全面支撑我国高端制造能力跨越式发展提供关键技术基础和原始推动力。中国科学院院士、中国科学院国家纳米科学中心主任唐智勇提出，通过原子级制造，布局一批前沿科学中心和交叉学科中心，培育一批前沿科学中心，以前沿科学问题为牵引，培养一批富有创新精神的紧缺的国际型、复合型、实战型人才，构建从高端研发到产业化应用“全链条”的学科建设和人才支撑体系，在前瞻性、战略性基础研究领域，形成一批世界一流学科。
　　综上，从国内外总体现状看，目前许多“原子级制造”研究更多地聚焦于凝聚态物理的前沿热点方向，大部分研究处于实验室阶段，还未真正进入产业化阶段。但值得注意的是，我国“原子级制造”涉及的相关装备存在着“卡脖子”问题。无论是“自下而上”原子级制造所需的扫描探针显微镜、高质量超高分子束外延系统，还是“自上而下”原子级精准刻蚀的设备等高尖端科研仪器装备都面临被美国、德国、日本等国家禁运的“卡脖子”问题。虽然说，国家相关部门已在部署重大科研仪器设备研制专项，但距离高端科研装备实现全部国产化替代仍有较长距离。
　　（摘自《大力发展原子级制造，加快布局未来制造新模式》，微信公众号“上海经信智声”2024年11月22日）
　　 
　　 
　　原子级制造——面向未来 稳步发展
　　2月24日至26日，2024（第一届）原子级制造论坛在北京举办。论坛由南京大学、浙江大学、清华大学、北京航空航天大学、西南交通大学等18家单位主办，来自中国科学院、高校、行业主管部门、产业界、投资界的400余位代表出席会议。
　　逼近理论极限性能的变革性制造技术
　　南京大学教授宋凤麒介绍，原子级制造是将能量聚焦于物质世界的基本单元——原子或定量基元，实施规模化精准操控，实现原子尺度结构或原子精度加工，赋能产品获得逼近理论极限性能的一种变革性制造技术。
　　这一概念大概于20世纪中期提出，20世纪90年代开始发展，随着纳米科技的兴起,很快就成为世界主要国家竞相布局的战略高地。“这让人们对未来制造业的发展有了更多期许。”宋凤麒说，“原子级制造瞄准未来技术，致力于将物质结构的控制精度全面提升至原子极限水平，制造性能逼近极限的‘完美’产品；极大丰富新材料供应，推动人类实现‘材料按性能需求定制’；将芯片集成度提高至原子水平，推动芯片和算力的巨大提升，以核心材料的精细化和高性能化带动单个器件乃至整个系统的性能飞跃，推动制造业走向未来时代。”
　　如今，在高端芯片制造、新材料研发等领域，原子级制造已经开始有所应用，但距离大面积推广使用,并形成规模和影响力还有很长距离。中国科学院院士、南京大学教授祝世宁说：“我必须强调，原子级制造是人类在材料和制造领域的一项变革性甚至是颠覆性技术，仅靠单一学科是不可能做到的，必须依靠多学科的交叉和协同、政府的组织引导和市场的积极参与，长期坚持，才能取得成效。”
　　实现原子级制造要跨过很多难关
　　中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授谭久彬说：“尽管原子级制造的优势非常显著，但目前来看，实现原子级制造非常难。这一技术在国内外都还处于萌芽阶段，无论是科学原理，还是关键技术，无论是探索原理所需的科学仪器，还是探索过程中所需的加工装备，都极大地挑战了我们现在的认知和能力范畴，大量瓶颈问题亟待解决。”
　　原子级制造具有很强的交叉学科背景，涉及机械、材料、物理、化学、信息等多个学科领域，发展路径还不明晰，国内外都在探索过程中。中国科学院院士、清华大学教授雒建斌回忆，十几年前，国家自然科学基金委员会曾设立“纳米制造基础研究”重大研究计划，其中涉及很多原子层级的制造技术，结题时提出未来两个发展方向：以碳基为主的制造技术和以原子级制造为主的技术。“后来，很多学者从不同方面、不同层次开展原子级制造的相关研究工作，希望找出一条适合中国发展的原子级制造技术路线，使我们能够真正走到国际最前沿。”
　　对我国而言，还有另一个比较突出的瓶颈问题——制造业整体水平有待提升。“就学术范围而言，我们国家与发达国家基本处于同一起跑线，理论发现和技术储备上都有所长。”祝世宁说，“但制造业是一个产业，需要上下游的配合，我们国家是制造业大国，但还不是制造业强国。把学术储备转化成现实生产力，不仅需要科技界内部的开放和合作，也需要科技界和产业界的紧密合作。”
　　为发展原子级制造建言献策
　　在原子级制造方面，我们国家一直在发力。2018年，中国科学院推出了“功能导向的原子级制造前沿科学问题”先导计划，南京大学设立了全国首个原子制造创新研究中心。近年来，浙江大学、天津大学、北京航空航天大学、西南交通大学、东南大学等高校，华为等企业，都积极布局原子级制造研发。据祝世宁透露，南京、上海、杭州、成都和苏州等城市也提出了原子级制造基础设施的建设构想。论坛上，专家学者们纷纷为发展原子级制造建言献策。
　　宋凤麒认为，在原子级制造所面对的挑战中，最关键的还是基础设施与装备部分。“大部分核心设备仍掌握在发达国家手中，国内研究设备依赖进口。所以，我们需要发展自主知识产权保护的核心技术装备，以及支撑原子级制造发展的特色核心技术装备。”
　　谭久彬说，在原子级制造领域，可以发挥新型举国体制优势，整合全国优势研究资源协同攻关，实现“并跑”甚至“领跑”，为全面支撑我国高端制造能力跨越式发展提供关键技术基础和原始推动力。
　　人才是最核心的问题之一。中国科学院院士、中国科学院国家纳米科学中心主任唐智勇提出，通过原子级制造，以科技创新和体制机制创新为动力，可以布局一批前沿科学中心和交叉学科中心，培育一批前沿科学中心，以前沿科学问题为牵引，培养一批富有创新精神的紧缺的国际型、复合型、实战型人才，构建从高端研发到产业化应用“全链条”的学科建设和人才支撑体系，在前瞻性、战略性基础研究领域，形成一批世界一流学科，这对于人才培养和学科建设等工作将产生积极有力的推动作用。
　　祝世宁提醒，对“热”领域更要保持冷静。“人类的技术进步是一个逐步迭代的过程，每一点进步都建立在长时间的凝练与积累之上。单纯寄希望于短期的‘超车’可能会带来一时的突破，但长远来看，稳健、持续的步伐才是关键。因此，我期望原子级制造技术能够稳扎稳打，一步一个脚印踏踏实实向前推进。”
　　（摘自《原子级制造——面向未来 稳步发展》，《光明日报》2024年2月28日）
　　 
　　 　　 
　　地方实践
　　 
　　江苏省积极布局原子级制造
　　近年来，各大城市携手科研机构，积极布局原子级制造研发，推动基础科学研究，带动产业升级。其中，江苏省与南京市人民政府高度重视原子级制造的发展，并已先行采取行动。南京市浦口区政府早在2018年就与南京大学签订协议，共建全国第一个原子制造研究中心——南京原子制造创新研究中心，主攻原子团簇、二维材料等研究方向，致力于开发原子制造的核心装备，支撑原子极限微制造重大科技基础设施建设。东南大学、苏州大学、苏州实验室也都成立或筹建原子级制造相关机构。
　　2024年，南京大学在苏州校区新建原子制造研究院，将基于单原子、原子团簇、原子层和原子级组装开展前沿研究，致力于开发一批颠覆性、战略性兼具的产品和装备，筹建“原子制造”学科方向和原子极限微制造重大科技基础设施。
　　在产业化应用方面，一批江苏企业也在尝试“破冰”——透射电镜设备是原子级制造的重要观察分析仪器之一。苏州博众仪器科技有限公司经过5年研发，突破电子光学系统设计与仿真、高压超稳定电源等一批核心技术，开发完成200kV透射电镜。“这一产品性能指标与国外相当，预计今年底推向市场销售。”该公司负责人透露，这款产品能够研发成功，很大原因在于其母公司的技术积累，并组建起一支包括电子光学、电子电路、电气控制、机械、软件等专业的强大技术队伍。
　　不少细分领域已有初步积累。无锡的微导纳米公司是国际领先的原子层沉积加工企业，去年产值超过60亿元；南京的原磊纳米公司主攻应用于半导体制造的原子层沉积设备……
　　江苏省工信厅将原子级制造作为未来产业发展的13个重点方向之一。“我们将重点支持南京、苏州、无锡等有条件的地区加快原子级制造领域先进技术成果转化、示范应用场景推广，争创国家未来产业先导区。”省工信厅副厅长池宇介绍，下一步，将在厅“1650”协同攻关项目中积极纳入原子级制造相关技术攻关项目，发动企业参与申报工信部原子级制造“揭榜挂帅”任务。同时，全力支持原子级制造创新人才团队建设，为搭建产业生态积蓄力量。
　　（摘自《原子级制造，亟待“萌芽”破土》，《新华日报》2024年9月24日）