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热点锐评|原子级制造:引领制造范式变革

信息来源:省工信院 | 发布时间:2025-12-31

一、热点聚焦

2025年10月25日至26日,世界青年科学家峰会“第四届制造范式III前沿论坛”在温州举办,论坛核心议题为“原子及近原子尺度制造(ACSM)”。2025年11月11日至14日,南京大学与施普林格·自然出版集团联合主办“原子级制造:前沿与应用”国际会议在南京大学成功举行。两次会议均吸引了多个国家和地区的专家学者及产业代表参加,分别围绕原子级制造基础科学、关键技术、融合应用等前沿进展进行了深入交流。

二、锐评睿见

原子级制造是将能量精准作用于原子,通过对原子的规模化精准操控,实现原子限域内去除或有序构筑,赋能产品获得逼近理论极限性能的一种变革性制造技术,是制造技术从减材制造、增材制造迈向创材制造全新发展阶段并形成颠覆性变革优势的制胜关键。

顶层布局加速落子。党的二十届三中全会《决定》将“原子级制造”纳入未来产业名词权威解读。工信部于2024年9月提出要打造原子级制造产业创新高地;于11月指导成立由近百家高校院所和企业组建的原子级制造创新发展联盟。2025年1月,工信部组织开展原子级制造创新任务揭榜挂帅工作,涵盖基础平台、工艺技术、重点产品、示范应用等领域19项创新任务,标志着原子级制造从分散的前沿基础研究阶段,迈入了国家任务导向的有组织加速创新发展阶段。

创新成果不断涌现。南京大学、浙江大学、天津大学、哈工大、西安交大等高校及华为战略研究院等积极开展原子级制造研发,扫描探针技术、原子团簇束流、选择性区域沉积、多物理场耦合调控、原位在线测量表征、AI辅助等关键技术多点开花。各类学术交流、产业对接频频举办,大大促进了相关技术融合和跨界合作。

可重复规模化制备仍是主要挑战。原子级制造不是纳米制造在尺度上的简单延伸,而是有着截然不同的理论与工艺技术支撑,原子尺度上量子效应带来的不确定性,原子级表面的稳定保持,制造精度、制造范围和制造效率的矛盾三角,原子级结构与缺陷的高效测量与表征等,仍是制约原子级制造工业化落地的主要瓶颈。

浙江省作为制造业与数字经济大省,应积极谋划布局这一未来产业新赛道,加速“软”(人工智能)“硬”(原子级制造)两大根技术融合互促,引领制造范式III变革,支撑全球先进制造业基地建设。

一是支持多技术路径探索。鼓励探索物理机械加工、化学反应、生物组装以及多能量场耦合调控在内的多种工艺路线,避免过早收敛于单一技术路线带来的系统性风险。支持与减材制造(原子级去除)、增材制造(原子级堆叠)、等材制造(原子级改性)等技术路径相结合。加强人工智能、机器学习在各技术路径中的应用,加速工艺优化、仿真模拟和结构设计等。加强基础理论和作用机理研究,分析不同产品性能对缺陷密度、界面粗糙度、化学稳定性等指标容限,实现工艺精度与产品物性需求及加工效率的匹配。

是推动多元创新交流合作。结合我省原子级制造大科学装置预研项目,整合相关高校院所、领军企业等创新资源,围绕原子尺度制造所需的精确操控、原位表征、跨尺度制造集成等,共同开展前沿技术实验攻关,打造开放共享的公共实验平台。实施原子级制造重大科技专项,通过“揭榜挂帅”、组建创新共同体、新型研发机构等,开展一批关键技术联合攻关项目。发挥“科学咖啡馆”作用,链接相关领域的科学家、工程技术专家、投资人等,构建常态化、跨学科的原子级制造交流与转化平台。

是开展高价值场景应用示范。围绕省内集成电路、光学仪器、纳米材料、生物医药等优势行业,遴选一批对产品性能有极致需求的领军企业,作为首试用户与研发机构围绕高端芯片、超精密光学器件、量子比特阵列等开展战略合作,共同开发原子级制造新产品、新装备、新工艺。通过建立示范性应用场景和首台套补偿机制,推动原子级制造技术迭代优化和应用推广,形成“需求牵引—技术攻关—场景验证—迭代提升”的良性循环。