
来源:原子级制造基础研究专家组

报告导读
【原子级制造是一种通过精确操控单个原子或原子层,实现原子尺度去除、改性或构筑的前沿制造技术。它突破了传统“自上而下”制造方式的精度极限,采用“自下而上”的策略,通过能场/能束与物质的原子尺度相互作用,实现批量化、一致性的原子操控。该技术融合物质科学与制造科学,是后摩尔时代芯片、量子计算、高端光学元件、国防装备等战略领域实现性能跃升的关键支撑,也是我国突破“卡脖子”技术、实现制造强国转型的必争之地。
当前,原子级制造在批量原子操控、原子级构筑、原子级测量与表征三个方向取得了初步突破,如原子层沉积(ALD)、原子层刻蚀(ALE)、扫描探针操控等技术已在实验室和部分高端制造场景中得到应用。然而,从实验室走向大规模工程化仍面临效率低、一致性差、跨尺度测量困难等核心挑战。国际上,美、欧、日等已将其上升为国家战略,我国虽在部分基础研究和工艺上取得进展,但在高端装备、高通量构筑、在线测量等方面仍存在明显短板,尚未形成完整的产业生态。
未来原子级制造的发展趋势包括:从单原子示范走向批量化操控、从二维薄膜走向三维限域结构、从离线检验走向原位闭环控制、从单点突破走向系统集成。核心需攻克三大科学问题——批量原子操控原理、批量原子构筑机制、高精高效测量理论,以及十大技术难题,如大面积原子层一致去除、三维小尺寸结构规模化构筑、大幅面缺陷高效检测等。预计未来十至二十年内,原子级制造将完成从科研概念到工程能力再到产业体系的跃迁,成为引领新一轮科技革命和产业变革的关键共性技术。】





















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