“原子级制造”再被点名。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
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……
同年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%。
北京商报综合报道
