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]

原子级制造技术概述 - 技术是材料科学与制造工程的交汇点，是人类认识和重构物质的全新方式 [1] - 以原子为基本原料，通过对原子的规模化精准操控实现原子尺度结构或原子精度加工 [2] - 是先进制造技术向极微观深入发展的必然趋势，有望引领新一轮产业革命 [1] 技术应用与突破 - 在硅基量子计算领域取得进展，实现了第一个硅基量子计算的高速两比特门 [2] 并研制出可求解水分子基态能量的量子计算芯片 [3] - 在材料科学领域，研发出的钨铜合金试制品强度比传统技术路径提高3倍 [3] - 为新型催化剂研发、候选药物筛选及光学镜片超精密抛光提供了新思路 [2] 当前技术挑战 - 金属表面处理试验可重复性差，主要因无法精确控制原子运动轨迹或相关参数 [4] - 需找到方法使原子团簇具有特定的材料特性，以设计和创造材料的功能与性质 [4] - 产业界需提高离子束操控、宽波段激光场及微波场构建等设备技术，以提升原子控制精度和效率 [4] 研发进展与设施 - 南京大学与南京市共建原子极限微制造实验设施，基于团簇束流路线基本实现了原子规模化操控制造人工分子的理论验证 [5] - 该设施每秒最多可产生100亿个原子，并能在10个原子构成的团簇中控制组成原子的同位素 [5] - 为提升制造效率，需在原子操控数目和效率上再突破2至3个量级，并兼顾产量与成本的平衡 [5]

原子级制造战略与机遇 - 中国应把握历史机遇，推动原子级制造科技创新与产业创新深度融合，加速产业化进程[1] - 发展原子级制造需注重“沿途下蛋”，即在科学前沿探索的同时作出产业贡献，提升制造水平[1] 纳米真空互联实验站（NANO-X）建设成果 - NANO-X已建成微观机理准原位分析、跨尺度性能测试等五大模块平台，形成全真空环境下纳米材料与器件研发的综合实验装置[1] - 装置各系统实现高效稳定运行，为真空互联纳米科技领域的创新研究提供强有力支撑[1] - 实验站突破原子级制造相关的超高真空互联关键技术，在10年时间组建了200余人的工程研发团队[1] NANO-X的科研与服务成效 - 实验站采用“边建设边科研，边运行边服务”模式，面向全球高校、研究机构和高科技企业开放[2] - 已开展合作课题780个，服务超过280家用户，累计服务机时超过14万小时[2] - 合作用户在学术期刊发表381篇论文，取得系列重要科研成果[2] - 服务对象很大部分来自企业，国内外企业特别是初创公司利用平台摸索工艺、检验材料本征性质以降低研发成本[2] - 建立起立足苏州，辐射长三角，延伸海内外的用户科研服务体系[2]

文章核心观点 - 原子级制造作为制造技术的终极形态 是全球科技竞争的新制高点 中国通过建设全球最大、共享程度最高的纳米真空互联实验站等重大科学基础设施 在该领域与国外基本同时起步 有望实现跨越式发展并形成核心竞争力 [1][3][4] 原子级制造的战略意义与竞争格局 - 推动原子级制造领域的原始创新具有重要战略意义 需要将前沿基础研究能力转化为产业优势 形成具有中国特色的技术路径和核心竞争力 [2] - 原子级制造能创造新物态、新材料和新器件 应用于集成电路、量子计算、人工智能、高温超导等重要领域 已成为全球竞争的新科技制高点 各国竞相制定相关战略计划 [4] - 原子级制造是一条全新赛道 国内外研究和布局基本上同时起步 基础相当 如果组织得当、统筹有力 有可能成为中国制造跃升发展的重要机遇 [4] 原子级制造的技术内涵与挑战 - 原子级制造是通过对原子的规模化精准操控 以能量作用于原子或原子级基元 创制出具有特定功能的材料或器件 被认为是制造技术的终极形态 [3] - 该领域研究已从单原子操控提升到几十万原子的宏量操控 需要突破经典制造极限 用并联方式实现批量精准操控 而非串联方式一个个搬原子 [3][4] - 从早期实验室的原子操控科学研究到原子级器件产品制造 存在理论、关键技术、设备等方面的巨大鸿沟 [5] - 原子级精度操控需要完全排除外界环境因素干扰 防止原子/分子级污染 因此需要抑制化学吸附和氧化反应等带来的缺陷的超高真空环境 [5] 纳米真空互联实验站的设施优势与研究重点 - 纳米真空互联实验站是全球规模最大、性能最优、共享程度最高的真空互联综合实验装置 将50余台大型科研设备连成整体 [1] - 该装置集材料生长、器件加工、测试分析于一体 极大地提升了纳米级器件研发和制造的效率 主要针对集成电路信息器件中的三个关键科学问题展开研究 [6] - 三个关键科学问题包括原子级材料按需创制、原子级器件精准加工、原子级高时空分辨动态表征 概括为让原子级制造"造得准""制得精""看得清" [6] - 通过构建信息材料与器件原子级操控新机理 发展出一条变革性的集成电路信息器件原子级加工制造路线 将实现信息器件极限性能 [6] 人工智能在原子级制造中的应用 - 超大规模材料结构、组分精准构筑与功能优化是新材料创制的关键瓶颈 人工智能机器化学家系统可提供数据比特驱动的解决方案 [7] - 通过标准化的数据收集 可建立全世界最大最领先的开源单原子催化剂数据库及谱构效智能模型 助力在原子比特智造领域领跑 [7] - 基于人工设计思路或融合生成模型的高通量计算是发现和创制新材料的主要驱动力 辅以实验结果的主动学习 可系统回答新材料创制的核心问题 [7] - 纳米真空互联实验站将搭建原子级制造数据与智能化平台 利用已积累的高质量可靠数据打造数据库 结合专用大模型实现新材料创制、器件模拟等工作 [7]

会议概况 - 2025年11月11日，由南京大学主办、南京原子制造研究所协办的“原子级制造：前沿与应用”卫星会议在南京大学仙林校区召开，拉开了为期四天的Nature Conferences原子级制造系列活动的序幕 [1] 原子级构筑机理与理论基础 - 华南师范大学赵纪军教授提出以多场耦合与算法优化为核心的计算驱动范式，系统阐述了面向原子级制造的原子基元计算设计 [3] - 上海交通大学但亚平教授展示了基于硅基量子点二维网络的可扩展制造架构 [3] - 中科院化学所许子豪研究员与中国科大周蒙教授分别介绍了在光催化体系与金属固态反应原子动力学方面的新认识 [3] - 深圳国际量子研究院贺煜研究员与中科院物理所杜罗军研究员带来了关于量子器件制备与二维金属原子构筑的前沿进展 [3] - 苏州大学闫凌昊教授、南开大学张杰教授等学者展示了原子级量子材料构筑与表面加工的多维创新路径 [3] 跨学科赋能与功能体系设计 - 哈尔滨工业大学韩飞教授介绍了多尺度动力学驱动的纳米制造新策略 [5] - 北京师范大学郭静教授与南开大学贾传成教授分别报告了对称化氢键原子级探测、单分子器件调控的新成果 [5] - 南京大学向菲菲教授提出基于功能性纳米石墨烯的原子级精准构筑方案，并阐述了低缺陷材料对量子器件性能的决定作用 [5] - 上海交通大学姚广保教授、厦门大学杨扬教授、中科院化学所骆智训研究员和董际臣研究员等人围绕液相与固相体系的原子合成、DNA模板化构筑、原子团簇化学改性分析与二维材料精控进行了探讨 [5] 检测计量与工艺标准化 - 湖南大学段辉高教授提出了“离子束增减材复合工艺与原子级制造应用”的系统路线 [6] - 哈尔滨工业大学耿延泉教授与杨福雷教授汇报了基于纳米切片与激光干涉的原子级计量技术 [6] - 复旦大学包文中教授展示了集成电路中二维半导体原子层生长与检测新工艺 [6] - 长三角先进材料研究院唐文新教授从检测仪器与量测标准角度，剖析了高分辨与高通量之间的平衡机制 [6] - 清华大学刘宇宏教授、国防科技大学宋辞教授、合肥工业大学宋晓辉教授、南京理工大学李晓鹏教授等学者展示了光场辅助、离子束抛光技术、非外延生长与曲面光学原子级结构修复的最新进展 [6] 圆桌论坛核心观点 - 第一会场圆桌论坛中，华南师范大学赵纪军教授提出应强化机械—化学—物理多场耦合的理论支撑 [7] - 南京大学刘俊明教授强调量子效应对结构稳定性的影响，并指出宋凤麒教授团队在团簇体系上的工作为理解“原子装配”的能量演化提供了新视角 [7] - 苏州大学闫凌昊教授指出扫描探针技术在规模化应用中的挑战，并呼吁引入AI提升效率 [7] - 深圳国际量子研究院贺煜研究员提出“化学键+封装”双轨策略以提升室温稳定性 [7] - 第二会场圆桌论坛中，南开大学贾传成教授提出“AI赋能原子制造”的双向愿景：AI破解原子级复杂调控机制，而原子制造反哺新型AI硬件体系 [7] - 南京大学向菲菲教授呼吁建立跨机构数据共享平台，南京大学曹毅教授讨论了机器学习在实验参数优化与过程预测中的关键作用 [7] - 哈尔滨工业大学韩飞教授强调了跨领域衔接与标准化的重要性 [7] - 第三会场圆桌论坛中，湖南大学段辉高教授提出“超面形、超精细、超精确、超精准”的“四超”目标 [8] - 复旦大学包文中教授与长三角先进材料研究院唐文新教授探讨了多模态检测的协同路径 [8] - 中国工程物理研究院崔海龙研究员指出高分辨与高通量的内在矛盾，并提出基于新物理机制的突破方向 [8] - 与会专家一致认为，应通过AI驱动检测技术实现从“被动表征”向“主动预测”的跃迁 [8] 原子级制造概念内涵 - 专家指出“原子级制造”概念兼具“尺度”与“等级”双重意涵，既代表从原子到器件的精准控制，也象征着性能与结构层级的根本重构 [8] - 在中文语境中，“级”不仅意味着层次与精度，更体现了兼容并包的精神，包容了不同学科、不同技术体系间的融合与协同 [8]

纳博会概况 - 第十五届中国国际纳米技术产业博览会在苏州工业园区开幕，展区面积达25000平方米，设有八大特色展团及MEMS制造、具身感知、先进电子材料、材料制备四大全新专区 [1] 原子级制造技术 - 原子级制造被誉为制造技术的终极形态，通过能量作用于原子或原子级基元来制造全新材料、器件与系统 [3] - 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的纳米真空互联实验站是原子级制造的关键支撑平台，能提供极限洁净环境以隔绝水、氧等干扰 [3] - 该实验站已吸引近300家用户开展研发，助力材料与芯片实现超高算力、超高检测精度、超低功耗等突破 [3] MEMS制造与应用 - MEMS制造专区展示了基因测序芯片、AR眼动追踪模组、纳米压印光栅等产品，这些是智能手机防窥、生物医疗检测、穿戴设备交互的核心部件 [5] - 相关产品作为纳米器件制造链的上游，可广泛应用于生物医疗、微纳光学、柔性电子等领域 [5] 纳米技术赋能具身感知与机器人 - 纳米技术可作为关键赋能技术，通过制造更灵敏的微型传感器、实现微观精密操控、打造更轻更强的结构部件来提升具身机器人性能 [7] - 机器人的大脑依赖底层芯片制程等纳米级工艺，其小脑中的平衡与力控系统未来可集成纳米传感器以获取更精准的环境数据 [7] - 国讯芯微的Galaxy系列NSPIC具身智能操作系统具备强大计算能力，支持深度学习、计算机视觉等算法，可满足人形大模型机器人实时感知、决策与控制的需求 [7] 纳米技术在消费领域的创新应用 - 苏大维格的光致精印技术采用双层结构的微透镜成像技术，融合光刻与纳米压印工艺，能在触感平整的前提下实现强烈的视觉立体感 [9] - 该技术可应用于卡牌、盲盒等消费领域，并能在极小面积上灵活呈现品牌标志的动态效果与视觉防伪功能 [9] 纳博会平台价值与展望 - 纳博会以展、会、赛、奖、发布五位一体模式，搭建起跨界融合的产业生态平台，旨在推动应用成果和技术成果的融合、转化与对接 [11] - 未来纳博会将进一步升级为国际合作和技术交易的大平台，加速纳米科技从实验室走向生产线和生活 [11]

展会概况 - 第十五届中国国际纳米技术产业博览会于10月22日至24日在苏州举办，展示新技术新产品 [1] - 展会规模达2.5万平方米，设有450余个展位，并举办605场前沿报告 [1] - 纳博会已连续举办十多年，累计吸引7900多家企业和超15万名嘉宾参与 [5] 前沿技术与研究焦点 - 原子级制造被视为制造技术的终极形态，是本届展会的亮点之一 [2] - 中国科学院苏州纳米所的纳米真空互联实验站是全球首个集材料生长、器件加工、测试分析于一体的大科学装置，已吸引近300家用户进行研发 [2] - 行业前沿课题包括原子级制造、类器官技术研发、活体测量与精准医学 [2] - 开幕式发布了2025年度纳米新材料国家标准成果，苏州科研机构和企业深入参与了国家标准制定 [3] 纳米技术的产业应用与赋能 - 纳米技术作为赋能技术，可从多个方面提升具身机器人性能，如制造更灵敏的微型传感器、实现微观精密操控、制造更强更轻的结构部件 [4] - 纳米级工艺发展对机器人云端数据处理（大脑）和平衡力控系统（小脑）至关重要 [4] - 纳米科技推动材料、信息、能源、环境、生物医药等众多产业的颠覆性变革 [4] - 本届纳博会创新性地融合了具身智能、低空经济等战略新兴方向 [5] 产业链与区域发展 - 展会围绕产业链招展，以MEMS产业链为例，汇集了从设计、代工、测试分析到上游原材料和设备的企业 [6] - 大会推出需求方出题、供给方答题的互动机制，以促进技术转化 [6] - 苏州自2006年布局纳米产业，打造了纳米城产业载体，实现了纳米产业发展服务不出园区，半径百公里完成配套 [6] - 苏州已成为国内纳米产业和人才集聚度最高区域之一，集聚相关企业超1500家，去年实现规上工业产值1975.1亿元 [7] - 苏州工业园区跻身全球五大纳米产业集聚区 [7]

展会概况 - 第十五届中国国际纳米技术产业博览会于10月22日至24日在苏州举办，集中展示新技术新产品 [1] - 展会覆盖微纳制造、第三代半导体、纳米大健康等热门领域，设有2.5万平方米展区、450余个展位、605场前沿报告 [1] - 自2010年首次举办以来，纳博会已吸引7900多家企业、超15万名嘉宾参与，成为纳米产业领域极具权威性和规模最大的国际性展会 [5][6] 前沿技术与研究焦点 - 原子级制造被视为制造技术的终极形态，通过能量作用于原子或原子级基元来制造全新材料、器件与系统 [2] - 中国科学院苏州纳米所的纳米真空互联实验站是全球首个集材料生长、器件加工、测试分析于一体的大科学装置，提供超真空环境以实现样品无污染处理 [2] - 该实验站已吸引近300家各级用户进行研发，为原子级制造提供不可或缺的极限环境保障 [2] - 行业前沿课题包括原子级制造、类器官技术研发、活体测量与精准医学等 [2] - 开幕式上发布了2025年度纳米新材料国家标准成果，苏州科研机构和企业深入参与国家级标准制定 [3] 产业应用与赋能前景 - 纳米技术作为关键赋能技术，有望从多个方面提升具身机器人性能，包括制造更灵敏的微型传感器、实现微观精密操控、制造更强更轻的结构部件 [4] - 纳米级工艺发展对机器人云端数据处理（大脑）和平衡力控系统（小脑）至关重要 [4] - 纳米科技的创新突破正推动材料、信息、能源、环境、生物医药等众多产业的颠覆性变革 [4] - 本届纳博会创新性地融合了具身智能、低空经济等战略新兴方向 [6] 产业链与区域发展 - 纳博会展示了完整的MEMS产业链，汇集了从设计、量产/代工、测试分析到上游原材料及设备的各类企业 [7] - 大会创新推出需求方出题、供给方答题的互动机制，以展促商，促进技术转化 [7] - 苏州从2006年起布局纳米产业，打造了纳米城产业载体，实现了纳米产业发展服务不出园区、半径百公里完成配套 [7] - 苏州已成为国内纳米产业和人才集聚度最高的区域，集聚相关企业超1500家，去年实现规上工业产值1975.1亿元 [8] - 苏州纳米新材料产业入选国家先进制造业集群和国家创新型产业集群，苏州工业园区跻身全球五大纳米产业集聚区 [8]

公司业务与客户情况 - 公司检验检测管理平台服务的半导体客户中暂无原子层沉积或原子层刻蚀设备厂家 [2] - 公司将与其相关的前沿技术发展与国家基础战略保持密切关注并相应升级迭代主营业务产品以更好服务相关领域客户 [2] 行业技术发展现状 - 原子级制造作为具有技术挑战性、产业创新性、国际战略性和经济带动性的未来产业当前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 [2]

公司业务与客户 - 公司检验检测管理平台服务的半导体客户中暂无原子层沉积或原子层刻蚀设备厂家 [1] 行业技术发展 - 原子级制造被描述为具有技术挑战性、产业创新性、国际战略性和经济带动性的未来产业 [1] - 当前原子级制造产业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 [1] 公司战略与产品规划 - 公司将与其相关的前沿技术发展与国家基础战略保持密切关注 [1] - 公司将相应升级迭代主营业务产品以更好的服务相关领域的客户 [1]