雨前一周 | 未来产业再添新秀“原子级制造”
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科技
2024-09-08 22:15
中国香港
在这个飞速变化的时代，每一次政策发布、每一轮资本涌动、每一个技术突破都在悄然改变未来的经济格局。我们特别推出“雨前一周”栏目，专注于洞察平静表面下涌动的经济力量，探寻它们背后的深层含义和潜在影响，把握产业经济发展的真实脉络。
8月31日，工信部部长金壮龙在接受新华社专访时，在“前瞻布局未来产业”中点名“原子级制造”。这是继党的二十届三中全会《决定》将其纳入未来产业名词权威解读后，相关概念又一次出现在部委级别的正式访谈中。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，工信部高新技术司副司长陈彦丞参会表示，加速推进原子级制造科技创新和产业发展，是国家高新技术领域培育未来产业、赋能新型工业化的战略选择。“原子级制造”被认为具有颠覆性意义，有望在多个领域产生变革性影响，包括集成电路、新材料创制、精密元器件等。通俗来讲，原子级制造是在原子尺度上进行加工，形成具有原子级特定结构特征的器件产品，给了我们一个换道超车的机会。在原有赛道上，中国很难实现超越。而原子级制造为我国在制造产业实现赶超提供了一个新的契机，它可以突破物质底层，实现从原子出发任意创制新材料，获得极限集成、极限性能新材料和器件，形成未来制造和新质生产力，可以培育出一些新兴产业，比如下一代信息技术、下一代医药技术、下一代电池等。例如，在集成电路行业，原子级制造有望实现单原子特征的芯片，其尺寸、功耗将会降至当前指标的千分之一以下，同时可将计算能力提升千倍以上。纵观制造业的精度革命，在历经宏观制造的大尺度（精度超过0.1毫米）、微米制造的精细阶段（精度在10微米至0.1微米之间），再到纳米制造的极精领域（精度介于100纳米至1纳米），如今正踏入一个全新的维度——向亚纳米级别的原子级制造转型（精度小于1纳米），预示着制造技术将达到前所未有的精度和控制水平。在基础研究层面，新材料纳米粉体的制备技术已经达到了极高的精度，能够生产出每个颗粒仅由100个原子构成的金属粉体；武汉大学原子制造实验室实现了温和条件下的多种高熵合金体系的原子制造，可应用于电子信息、能源存储等材料领域；中国科学院上海微系统与信息技术研究所开发出面向二维集成电路的单晶氧化铝棚介质材料，可应用于原子级芯片；在产品实践层面，国产设备厂商已成功将量产型High-k原子层沉积(ALD)设备应用于28nm节点集成电路制造前道生产线，并已获得市场认可，上下游产业链覆盖了新型显示、化合物半导体等众多细分应用领域。近年来，各大城市携手科研机构，积极布局原子级制造研发，推动基础科学研究，带动产业升级。其中，江苏省与南京市人民政府高度重视原子级制造的发展，并已先行采取行动。南京市浦口区政府早在2018年就与南京大学签订协议，共建全国第一个原子制造研究中心——南京原子制造创新研究中心，主攻原子团簇、二维材料等研究方向，致力于开发原子制造的核心装备，支撑原子极限微制造重大科技基础设施建设。2024年，南京大学在苏州校区新建原子制造研究院，将基于单原子、原子团簇、原子层和原子级组装开展前沿研究，致力于开发一批颠覆性、战略性兼具的产品和装备，筹建“原子制造”学科方向和原子极限微制造重大科技基础设施。在今年2月江苏省“打造具有全球影响力的产业科技创新中心”专场新闻发布会上，江苏省科技厅厅长徐光辉特别强调，推进原子极微制造等实验设施纳入国家序列。徐光辉看好原子级制造的发展前景，认为原子极微制造能够实现对材料、器件的精细加工和控制，推动先进制造业的发展，提高产品质量和性能，未来将推动江苏省产业升级和科技创新，促进产业结构优化升级，进而提升江苏省在全球产业科技创新中心的地位，为其经济发展注入新的动力。成都具备“原子级制造”发展的巨大潜力，得益于其扎实的精密制造业基础和广阔的航空航天应用场景。首先，成都拥有深厚的精密制造产业基础，聚集了大量先进制造企业和科研机构，涵盖精密光学、微电子等多个领域。例如，中国科学院光电技术研究所、电子科技大学等知名科研机构和高校，在精密制造领域取得了显著成果，为产业提供了强大的技术支持。精密制造要求极高的技术精度与加工控制能力，而“原子级制造”作为更高精度的加工方式，能够在成都现有的制造业基础上进一步实现技术升级，推动产业向更高附加值领域迈进。其次，成都在航空航天领域有着丰富的应用场景和发展优势。作为中国重要的航空航天产业基地，成都汇聚了成飞集团、中国航发成都发动机有限公司等多家龙头企业，具备从研发到生产的完整产业链。航空航天领域对材料性能和制造精度的要求极为苛刻，而“原子级制造”技术的精度和新材料开发能力能够在这一领域找到广泛应用，可以应用于发动机叶片、航空电子器件、高精度传感器等多个关键部件的制造，提升产品的整体性能，助力成都打造航空航天先进制造中心。成都的制造基础与应用需求，双重驱动其成为“原子级制造”发展的潜力高地。
