光明日報記者 齊芳

　　2月24日至26日，2024（第一屆）原子級製造論壇在北京舉(ju) 辦。論壇由南京大學、浙江大學、清華大學、北京航空航天大學、西南交通大學等18家單位主辦，來自中國科學院、高校、行業(ye) 主管部門、產(chan) 業(ye) 界、投資界的400餘(yu) 位代表出席會(hui) 議。

　　原子級製造究竟是什麽(me) ？為(wei) 何吸引了這麽(me) 多專(zhuan) 家學者的目光？

　　逼近理論極限性能的變革性製造技術

　　南京大學教授宋鳳麒介紹，原子級製造是將能量聚焦於(yu) 物質世界的基本單元——原子或定量基元，實施規模化精準操控，實現原子尺度結構或原子精度加工，賦能產(chan) 品獲得逼近理論極限性能的一種變革性製造技術。

　　這一概念大概於(yu) 20世紀中期提出，20世紀90年代開始發展，隨著納米科技的興(xing) 起,很快就成為(wei) 世界主要國家競相布局的戰略高地。“這讓人們(men) 對未來製造業(ye) 的發展有了更多期許。”宋鳳麒說，“原子級製造瞄準未來技術，致力於(yu) 將物質結構的控製精度全麵提升至原子極限水平，製造性能逼近極限的‘完美’產(chan) 品；極大豐(feng) 富新材料供應，推動人類實現‘材料按性能需求定製’；將芯片集成度提高至原子水平，推動芯片和算力的巨大提升，以核心材料的精細化和高性能化帶動單個(ge) 器件乃至整個(ge) 係統的性能飛躍，推動製造業(ye) 走向未來時代。”

　　如今，在高端芯片製造、新材料研發等領域，原子級製造已經開始有所應用，但距離大麵積推廣使用,並形成規模和影響力還有很長距離。中國科學院院士、南京大學教授祝世寧說：“我必須強調，原子級製造是人類在材料和製造領域的一項變革性甚至是顛覆性技術，僅(jin) 靠單一學科是不可能做到的，必須依靠多學科的交叉和協同、政府的組織引導和市場的積極參與(yu) ，長期堅持，才能取得成效。”

　　實現原子級製造要跨過很多難關(guan)

　　中國工程院院士、哈爾濱工業(ye) 大學教授譚久彬說：“盡管原子級製造的優(you) 勢非常顯著，但目前來看，實現原子級製造非常難。這一技術在國內(nei) 外都還處於(yu) 萌芽階段，無論是科學原理，還是關(guan) 鍵技術，無論是探索原理所需的科學儀(yi) 器，還是探索過程中所需的加工裝備，都極大地挑戰了我們(men) 現在的認知和能力範疇，大量瓶頸問題亟待解決(jue) 。”

　　他舉(ju) 例說，在傳(chuan) 統製造過程中，製造的精度、範圍和效率是互為(wei) 矛盾的三角，而對原子級製造而言，三者的矛盾更加突出。在宏觀工件上精準找到一個(ge) 特定原子，難度堪比大海撈針；而原子級製造中，要求反複、精準實現“大海撈針”，即使成功，其效率可能也會(hui) 非常低，“導致無法實現規模化、產(chan) 業(ye) 化應用”。

　　原子級製造具有很強的交叉學科背景，涉及機械、材料、物理、化學、信息等多個(ge) 學科領域，發展路徑還不明晰，國內(nei) 外都在探索過程中。中國科學院院士、清華大學教授雒建斌回憶，十幾年前，國家自然科學基金委員會(hui) 曾設立“納米製造基礎研究”重大研究計劃，其中涉及很多原子層級的製造技術，結題時提出未來兩(liang) 個(ge) 發展方向：以碳基為(wei) 主的製造技術和以原子級製造為(wei) 主的技術。“後來，很多學者從(cong) 不同方麵、不同層次開展原子級製造的相關(guan) 研究工作，希望找出一條適合中國發展的原子級製造技術路線，使我們(men) 能夠真正走到國際最前沿。”

　　對我國而言，還有另一個(ge) 比較突出的瓶頸問題——製造業(ye) 整體(ti) 水平有待提升。“就學術範圍而言，我們(men) 國家與(yu) 發達國家基本處於(yu) 同一起跑線，理論發現和技術儲(chu) 備上都有所長。”祝世寧說，“但製造業(ye) 是一個(ge) 產(chan) 業(ye) ，需要上下遊的配合，我們(men) 國家是製造業(ye) 大國，但還不是製造業(ye) 強國。把學術儲(chu) 備轉化成現實生產(chan) 力，不僅(jin) 需要科技界內(nei) 部的開放和合作，也需要科技界和產(chan) 業(ye) 界的緊密合作。”

　　為(wei) 發展原子級製造建言獻策

　　在原子級製造方麵，我們(men) 國家一直在發力。2018年，中國科學院推出了“功能導向的原子級製造前沿科學問題”先導計劃，南京大學設立了全國首個(ge) 原子製造創新研究中心。近年來，浙江大學、天津大學、北京航空航天大學、西南交通大學、東(dong) 南大學等高校，華為(wei) 等企業(ye) ，都積極布局原子級製造研發。據祝世寧透露，南京、上海、杭州、成都和蘇州等城市也提出了原子級製造基礎設施的建設構想。

　　論壇上，專(zhuan) 家學者們(men) 紛紛為(wei) 發展原子級製造建言獻策。

　　宋鳳麒認為(wei) ，在原子級製造所麵對的挑戰中，最關(guan) 鍵的還是基礎設施與(yu) 裝備部分。“大部分核心設備仍掌握在發達國家手中，國內(nei) 研究設備依賴進口。所以，我們(men) 需要發展自主知識產(chan) 權保護的核心技術裝備，以及支撐原子級製造發展的特色核心技術裝備。”

　　譚久彬說，在原子級製造領域，可以發揮新型舉(ju) 國體(ti) 製優(you) 勢，整合全國優(you) 勢研究資源協同攻關(guan) ，實現“並跑”甚至“領跑”，為(wei) 全麵支撐我國高端製造能力跨越式發展提供關(guan) 鍵技術基礎和原始推動力。

　　人才是最核心的問題之一。中國科學院院士、中國科學院國家納米科學中心主任唐智勇提出，通過原子級製造，以科技創新和體(ti) 製機製創新為(wei) 動力，可以布局一批前沿科學中心和交叉學科中心，培育一批前沿科學中心，以前沿科學問題為(wei) 牽引，培養(yang) 一批富有創新精神的緊缺的國際型、複合型、實戰型人才，構建從(cong) 高端研發到產(chan) 業(ye) 化應用“全鏈條”的學科建設和人才支撐體(ti) 係，在前瞻性、戰略性基礎研究領域，形成一批世界一流學科，這對於(yu) 人才培養(yang) 和學科建設等工作將產(chan) 生積極有力的推動作用。

　　祝世寧提醒，對“熱”領域更要保持冷靜。“人類的技術進步是一個(ge) 逐步迭代的過程，每一點進步都建立在長時間的凝練與(yu) 積累之上。單純寄希望於(yu) 短期的‘超車’可能會(hui) 帶來一時的突破，但長遠來看，穩健、持續的步伐才是關(guan) 鍵。因此，我期望原子級製造技術能夠穩紮穩打，一步一個(ge) 腳印踏踏實實向前推進。”

　　（光明日報北京2月27日電）

　　《光明日報》（2024年02月28日 08版）