原子级制造是极具技术挑战性、产业创新性、国际战略性和经济带动性的未来产业，旨在通过规模化精准操控原子，将制造精度推向原子维度，让产品性能逼近理论极限。为了帮助公众更深入地了解这一未来产业前沿技术，即日起，上海市未来产业原子级制造专业委员会与上海市原子级制造产业共性技术研究院将携手推出“行业洞察”系列，聚焦“学习‘原子级制造’”“原子级制造主要技术路线浅析”“原子级制造典型应用场景及产业化发展方向”三大主题，为大家揭开这项未来制造的神秘面纱，读懂核心技术与产业潜力，层层解锁原子级制造的关键密码。
人类制造东西，一直在追求更精细：从打磨石器到制造芯片，如今已经来到精度极限——原子级制造。再配上 AI 智能体（AI Agent）这个 “超级大脑”，微观加工正变得聪明又精准，一场全新的制造革命已经到来。
原子级制造：抵达造物精度的极限
原子到底有多小？它的直径只有 0.1 纳米，比一根头发丝还要细一百万倍。我们身边的一切物质，都是由原子排列组合而成的。原子级制造，就是在这么微小的尺度上，精准控制每一个原子，要么去掉多余的，要么把需要的精准摆好，像搭积木一样 “从零造万物”，这是人类目前能达到的最高制造精度。
它主要有两种方式：一种是 “自上而下”，像雕刻一样，用离子束等微观工具一点点去掉多余原子；另一种是 “自下而上”，像拼乐高，用特殊显微镜把原子逐个摆成想要的结构。早在 1989 年，国际商业机器公司（IBM）的科学家就用 35 个氙原子拼出了 “IBM” 字样；1993年，我国科学家用硅原子写出了 “中国” 二字，证明人类已经能精准操控单个原子。
两张 STM 图像并列（左：IBM；右：中国）
来源：APS Physics / C&EN（转引自南京大学，2025）
但原子太小、一直在运动，人工操作又慢又容易出错，这就需要 AI 来帮忙。
智能体：微观世界的 “智慧操盘手”
很多人没听过AI Agent，可以把它理解成一个不用人盯着、能自己干活的智能管家。它不只是简单执行指令，还能自己分析问题、拆解任务、调整方案、处理意外，全程自主完成一整套工作。在原子级制造里，它就是微观世界的 “智慧操盘手”，承担四项关键工作。
AI Agent在原子级制造中的核心工作框图
来源：CSDN博客
第一，任务拆解；把造原子级芯片这种复杂大任务，拆成清理杂质、摆放原子阵列、修正误差等一步步小任务，有条不紊推进。第二，设备调度；合理安排显微镜、探针、离子束等设备的工作顺序，避免冲突，提高效率。第三，路径规划；计算出探针移动的最佳路线、速度和力度，避开原子热运动干扰，把误差控制在一个原子以内。第四，实时应变；遇到原子跑位、设备小故障，不用人动手，它能立刻调整方案，保证加工不出错。
融合共生：重构未来制造的底层逻辑
在 AI Agent 的帮助下，微观加工发生了翻天覆地的变化。过去人工操控一个原子要很久，现在多个智能体协同工作，能同时操控上百万个原子，效率提升上万倍，真正实现自动化、高精度。
这项技术的价值远超想象：它能造出更小、更省电、算力更强的原子级芯片，性能突破现有极限；能制造更精密的光学元件，提升探测与通信能力；还能研发出效率更高的新能源电池材料，推动绿色能源发展。
我国在这一领域已经走在世界前列，建成了全球最大的纳米真空互联实验站，为原子级制造提供超洁净环境，在原子操控智能化方面实现多项突破。
中国纳米真空互联实验站（NANO-X）实景图
来源：中国科学院苏州纳米所（新华网转载）
从手动摆原子，到 AI 自主造器件，原子级制造与 AI Agent 的结合，不只是技术升级，更是人类改造微观世界能力的飞跃。未来，这项技术会走出实验室，走进日常生活，用最极致的精细度，创造出更强的材料、更先进的设备，彻底改变我们的生产与生活。
