16日至17日，第789次香山科學(xué)會(huì)議在蘇州舉行。本次會(huì)議為期兩天，以“信息器件原子級(jí)制造實(shí)驗(yàn)裝置”關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題為主題，會(huì)聚了物理、化學(xué)、材料、人工智能、精密儀器等多領(lǐng)域的專家學(xué)者，圍繞原子級(jí)制造核心科學(xué)與技術(shù)挑戰(zhàn)展開深入研討，旨在推動(dòng)我國(guó)信息器件原子級(jí)制造相關(guān)科學(xué)研究。

香山科學(xué)會(huì)議是我國(guó)科技界以探索科學(xué)前沿、促進(jìn)知識(shí)創(chuàng)新為主要目標(biāo)的高層次、跨學(xué)科、小規(guī)模常設(shè)性學(xué)術(shù)會(huì)議。此次會(huì)議聚焦“信息器件原子級(jí)制造實(shí)驗(yàn)裝置”。據(jù)悉，原子級(jí)制造是一種變革性制造技術(shù)，通過對(duì)原子的規(guī)?；珳?zhǔn)操控，以能量作用于原子或原子級(jí)基元，制造出逼近理論極限性能的材料與器件。在集成電路等信息器件等領(lǐng)域，它將成為服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略、加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力的新動(dòng)能。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外缺少針對(duì)原子級(jí)制造的系統(tǒng)性基礎(chǔ)設(shè)施，難以充分發(fā)揮其核心優(yōu)勢(shì)。

信息器件原子級(jí)制造實(shí)驗(yàn)裝置基于超高真空互聯(lián)技術(shù)，針對(duì)集成電路信息器件中原子級(jí)材料按需創(chuàng)制、原子級(jí)器件精準(zhǔn)加工和原子級(jí)高時(shí)空分辨動(dòng)態(tài)表征等關(guān)鍵科學(xué)問題，并圍繞AI賦能的原子級(jí)制造等議題深入討論，有助于推動(dòng)原子級(jí)制造領(lǐng)域突破。

會(huì)議在蘇州召開，凸顯了蘇州在納米科技領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力。記者從活動(dòng)中了解到，由中國(guó)科學(xué)院、江蘇省人民政府、蘇州市人民政府及蘇州工業(yè)園區(qū)四方共建的中國(guó)科學(xué)院蘇州納米所納米真空互聯(lián)實(shí)驗(yàn)站（Nano-X），是目前全球規(guī)模最大、性能最優(yōu)、共享程度最高的真空互聯(lián)綜合實(shí)驗(yàn)裝置。它開創(chuàng)了材料與器件本征構(gòu)效關(guān)系及其表界面科學(xué)研究的新范式，為國(guó)家戰(zhàn)略高科技及江蘇省、長(zhǎng)三角區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要支撐。

該實(shí)驗(yàn)站已實(shí)現(xiàn)50余臺(tái)大型設(shè)備通過227米超高真空管道互聯(lián)，建成了材料制備與工藝、微觀機(jī)理準(zhǔn)原位分析、跨尺度性能測(cè)試、氣氛可控和真空互聯(lián)控制與對(duì)接系統(tǒng)等五大穩(wěn)定高效運(yùn)行的模塊平臺(tái)，形成全真空環(huán)境下的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，各系統(tǒng)均高效穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)站圍繞多個(gè)研究方向，聚焦納米科技共性難題，利用真空互聯(lián)技術(shù)開展科研攻關(guān)和對(duì)外服務(wù)，同時(shí)加強(qiáng)高端裝備自主研發(fā)，部分設(shè)備已打破國(guó)際壟斷。

實(shí)驗(yàn)站面向全球開放，組建了200多人的高水平團(tuán)隊(duì)，開展合作課題780個(gè)，服務(wù)超280家用戶，取得了一系列重要科研成果，申請(qǐng)核心專利380項(xiàng)，已授權(quán)106項(xiàng)，在多個(gè)領(lǐng)域具有國(guó)際影響力。去年，實(shí)驗(yàn)裝置入選首批江蘇省重大科技基礎(chǔ)設(shè)施培育支持預(yù)研項(xiàng)目名單，其“十三五”科教基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目順利通過驗(yàn)收。

中國(guó)科學(xué)院院士、納米真空互聯(lián)實(shí)驗(yàn)站學(xué)術(shù)委員會(huì)主任遲力峰說，這一大型科學(xué)裝置將進(jìn)一步聚焦提升原子操控規(guī)模化能力、強(qiáng)化精準(zhǔn)控制水平，同時(shí)借助AI高效處理數(shù)據(jù)、優(yōu)化工藝，以實(shí)現(xiàn)裝置性能質(zhì)的飛躍。

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原子級(jí)制造

如果把制造比作搭積木，原子級(jí)制造就是用“原子”當(dāng)積木塊，在微觀世界里搭建出各種神奇的材料和器件。它通過激光、電場(chǎng)等“工具”，精準(zhǔn)控制單個(gè)原子的位置和狀態(tài)，讓它們乖乖“站隊(duì)”。比如在半導(dǎo)體領(lǐng)域，傳統(tǒng)芯片的電路線寬已經(jīng)快接近物理極限，而用原子級(jí)制造技術(shù)，能讓芯片性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)在于超潔凈和超精準(zhǔn)。原子比灰塵小億萬倍，哪怕空氣中一個(gè)微小的雜質(zhì)，都可能打亂整個(gè)原子排列。因此，科學(xué)家需要在超高真空環(huán)境里操作，就像在無菌手術(shù)室里做手術(shù)一樣，杜絕任何干擾。同時(shí)，要讓成千上萬的原子按設(shè)計(jì)“就位”，還得借助人工智能來規(guī)劃路徑，就像給每顆原子配備導(dǎo)航系統(tǒng)。

因此，原子級(jí)制造就是人類從“改造材料”邁向“創(chuàng)造材料”的鑰匙，讓人類在原子尺度上重新定義制造的邊界。往小了說，原子級(jí)制造能造出更薄的屏幕、更快的芯片、更耐用的電池；往大了說，它可能讓新能源材料、量子計(jì)算機(jī)等前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。