原子级制造技术定义与核心概念 - 原子级制造被比喻为物质世界的“极限乐高”或“原子刺绣”，意指能够精准拾起、移动、放置每一个特定原子，从而优化物体性能或构建全新材料和器件[2] - 该技术区别于传统制造（“斧头劈砍木料”）和现代纳米技术（“精良刻刀雕刻”），其核心在于实现对原子的“批量处理”升级为“单个操控”[2] - 原子是构成物质的基本单元，直径在埃米量级（纳米的十分之一），不到人类头发丝的100万分之一[2] 技术发展现状与全球竞速 - 原子级制造概念于20世纪中期提出，近年来随纳米科技兴起成为世界主要国家竞相布局的战略高地，中国工信部已将其列为破解集成电路瓶颈的“根技术”[3] - 2019年国家自然科学基金启动专项攻关，全球范围内技术竞速白热化，其背景是原子从“可观测”发展到“可操控”[3] - 会议吸引了来自全球多个国家和地区的500余位学者、专家及产业代表参加，显示了全球学术与产业界的高度关注[1] 关键科研突破与设施建设 - 慕尼黑大学研究团队实现突破，将DNA作为一种编程语言来驱动原子级结构的精准构建，实现了对单个原子的基础控制[3] - 北京大学研究团队实现了原子级别催化剂活性变化的全生命周期跟踪，为能源产业升级中的催化剂设计提供核心支撑[4] - 南京原子制造研究所已初步建成30米长的原子极微制造实验设施，采用团簇束流技术直接控制原子团簇，每秒操控次数突破万亿次[4] - 该设施由高强度团簇束流源、磁电双聚焦质量选择谱仪等组成，全是自主研发，形成了真正的原子级制造能力[4] 潜在应用与产业影响 - 在集成电路行业，实现单原子特征芯片可使尺寸、功耗降低至当前千分之一以下，计算能力提升千倍以上[3] - 该技术有望推动能源革命，例如造出模拟光合作用的“人工树叶”，直接将阳光、水和二氧化碳转化为清洁能源与食物[13] - 在计算领域，诞生于原子尺度的量子计算机将带来指数级运算能力提升，使药物研发、天气预测等变得轻而易举[14] - 医疗领域可能实现可精准识别并摧毁癌细胞的“纳米机器人”，或能完美修复组织器官的生物支架[15] 产业进展与公司动态 - 苏州博众仪器科技有限公司经过5年研发，突破电子光学系统等核心技术，开发完成200kV透射电镜，这是原子级制造的重要观察分析仪器[12] - 华海清科的CMP设备精度达0.1纳米，拿下国内主流晶圆厂批量订单，2024年营收飙升至34亿元，净利润超10亿元，并在昆山投资5亿元扩产[12] - 无锡微导纳米公司瞄准原子层沉积技术，其设备能够像“原子级盖楼”一样堆叠原子级薄膜，2018年推出的“夸父”系列让太阳能电池效率反超国外设备[12] 未来挑战与科学问题 - 会议提出了原子级制造十大科学问题，为首的问题是“如何实现成规模、精准化的原子团簇异构体筛选，并将其集成到原子制造流程中”[5] - 其他关键问题包括能否可控、成规模制造原子/分子/团簇器件，以及如何精准控制材料中的缺陷类型、分布和位置以推进器件性能到极限水平[7][8] - 如何开发高效、非破坏性、用户友好的方法对原子级物质结构进行测量也是重要挑战之一[10]