編者寄語：未來制造啥模樣？作為逼近理論極限性能的變革性制造技術，原子級制造是各國競相布局的路徑之一。原子級制造也是國內有望與國際先進“并跑”的領域之一，對我國保持產業鏈安全、競爭高端制造市場具有重要意義。

2024年9月底，工信部在南京舉辦的原子級制造創新發展座談會上，政企學研金各界代表，共同探討國內原子級制造從“萌芽”到落地的更多可能性。

會議聚焦原子級制造未來產業，重點圍繞《原子級制造創新發展實施意見（2025—2030年）》（討論稿）(以下簡稱“實施意見”)開展了深入的研討。

會議由工業和信息化部高新技術司主辦，國家發展和改革委員會高技術司和16個地方科技、工信主管部門領導，以及國家開發銀行、中國電子科技集團有限公司、中國工程物理研究院、國家制造業轉型升級基金股份有限公司、華為技術有限公司、國儀量子技術（合肥）股份有限公司、南京大學、東南大學、天津大學等單位代表參加座談會。

會議得到江蘇省工業和信息化廳、南京市人民政府、機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所的支持協助。

 

何為“原子級制造”？

原子級制造是以原子級精度進行“去除”加工或 “增材”制造，進而產出具有原子級特定結構特征的器件產品，在未來制造、未來信息、未來材料、未來能源、未來空間和未來健康等方向有著豐富的應用場景，有望催生萬億規模新市場。

原子級制造，是工信部確立的六大未來方向之一——未來制造的重點領域，是指按原子尺度結構或原子精度產品加工的制造業。相較傳統制造，原子級制造是一種極限小尺度、極限高精度和從制造走向創造的制造終極形態。

原子級制造有多強？

一方面，它的測控能力達到物質世界基本單元——原子，是當代微電子制造和超精密加工的尺寸微縮極限；另一方面，它掌握了原子的操控能力，將具備從原子直接搭建分子、材料、器件甚至系統的能力，從而打開創造大量新物質新材料的終極密碼。以集成電路行業為例，如果能實現單原子特征的芯片，其尺寸、功耗可降低至當前的千分之一以下，計算能力則提升千倍以上。

原子級制造的應用前景廣闊，是下一代超精密制造的重要發展方向，也是材料與制造領域的必然趨勢。南京大學原子制造研究院院長宋鳳麒認為，“原子級制造有望將制造的結構、尺寸全面提升至原子極限水平，是世界主要大國近年來競相布局的先進制造‘未來域’，是我國必須掌握的核心‘根技術’。”

當前，各國對原子級制造的研究堪稱“并駕齊驅”。記者從會上了解到，我國把原子級制造作為引領制造業跨越趕超的新賽道，加以研究部署——工信部提出，要聚焦原子級制造等領域，實施一批科研攻關項目，突破一批關鍵核心技術，形成一批標志性產品，取得一批標志性成果，建設一批企業孵化器，從前瞻性布局逐步進入實質性推進。

我們有何先發優勢？

制造是中國的“看家本領”，我國在原子級制造技術領域同樣擁有較好的研究基礎和產業優勢，是全球最早布局開展原子級制造技術研究和產業化的地區之一。

“早在1984年，南京大學王廣厚院士就開始研究原子團簇物理技術，是國內最早研究該領域的科學家之一。”省科技廳高新處副處長張迪告訴記者，南京大學是全國原子級制造研究的重要基地，在二維材料電路、原子級催化材料等方向率先作出探索，東南大學在原子級制造檢測、蘇州大學在表界面原子分析組裝等細分領域也均有建樹。

“重量級”平臺機構相繼出現。南京大學成立全國首個原子制造創新研究中心，設立原子制造研究院，正在籌建該領域的重大科技基礎設施。東南大學、蘇州大學、蘇州實驗室也都成立或籌建原子級制造相關機構。

在產業化應用方面，一批國內企業也在嘗試“破冰”——

透射電鏡設備是原子級制造的重要觀察分析儀器之一。廣州慧炬科技TH120這款120千伏場發射透射電鏡產品能夠研發成功，很大原因在于其技術的積累，并組建起一支包括電子光學、電子電路、電氣控制、機械、軟件等專業的強大技術隊伍。

不少細分領域已有初步積累。無錫的微導納米公司是國際領先的原子層沉積加工企業，去年產值超過60億元；南京的原磊納米公司主攻應用于半導體制造的原子層沉積設備……

工信部已將原子級制造作為未來產業發展的13個重點方向之一。“我們將重點支持南京、蘇州、無錫等有條件的地區加快原子級制造領域先進技術成果轉化、示范應用場景推廣，爭創國家未來產業先導區。”

下一步，將在廳“1650”協同攻關項目中積極納入原子級制造相關技術攻關項目，發動企業參與申報工信部原子級制造“揭榜掛帥”任務。同時，全力支持原子級制造創新人才團隊建設，為搭建產業生態積蓄力量。

戰略節點上瓶頸如何突破？

應用前景廣闊并取得一批早期成果，但國內外原子級制造尚處于“萌芽”和產業化初期階段，從科學原理、關鍵技術，到原子級制造所需的科學儀器、加工裝備，都存在大量瓶頸問題亟待解決，全面實現原子級制造還需長期努力。

中國科學院院士、廈門大學教授謝素原舉例說，早在上世紀80年代就有人提出操控原子，但“原子沒那么聽話”，技術層面很有難度，至今沒有根本性突破，中國在這方面沒有絕對優勢，因此尤其需要加強對基礎理論的研究。

當前，原子級制造正處于從點的突破邁向系統能力提升的關鍵戰略節點，如何加速突破這一“轉型期”？

中國科學院院士、南京大學副校長鄭海榮建議，原子級制造涉及機械、材料、物理、化學等多個學科領域，要提前布局，借鑒已成熟的產業培育模式，強化原子級制造戰略力量建設，培養跨學科的交叉復合型人才和工程型人才，推進校企融合發展。

國儀量子技術（合肥）股份有限公司董事長賀羽建議，進一步支持國產儀器設備采購，在推動大規模設備更新的政策下，鼓勵財政經費優先購買國產儀器，并向國產科學儀器采購方提供和進口儀器同樣的稅惠政策。

當天，與會人士圍繞原子級制造創新發展實施意見草案開展討論，一致認為，搶占原子級制造發展先機，要發揮好新型舉國體制的優勢，改變過去單點自由探索的狀況，組織好各優勢單位圍繞共同目標攻關研究，從而為全面支撐我國高端制造能力跨越式發展提供關鍵技術基礎和原始推動力。

“原子級制造處在全球‘齊跑’階段，每一步都是全新探索，這是機會也是挑戰。”機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所所長歐陽勁松意味深長地說，“實施意見發布讓人期待，這正是我國原子級制造走出的‘關鍵一步’！”

工業和信息化部高新技術司陳彥丞副司長強調，要深刻領會習近平總書記關于推動科技創新和產業創新深度融合的指示，準確把握發展原子級制造未來產業的戰略意義，形成以產業創新帶動理論創新、技術突破、產品研發一體化貫通式發展模式，加快原子級制造科技創新引領。

發展原子級制造為國產高端儀器前沿技術突破和市場拓展帶來新機遇。一方面，原子級制造離不開制造過程檢測和產品性能表征的高端儀器，超高時空分辨成像、原子級制造過程表征、制造裝備狀態感知等儀器是實現原子級制造的關鍵測量裝備；

另一方面，通過原子級制造能夠創新出超高性能的新型傳感器和儀器，例如超高精度半球陀螺、超靈敏生化傳感器和量子測量儀器等。

在布局原子級制造未來產業中，國產高端儀器不可或缺?？梢灶A見，原子級制造必將成為國產高端儀器行業發力的新領域，是國產高端儀器創新發展的新賽道。