原標(biāo)題：一項未來制造的顛覆性技術(shù)，一批江蘇企業(yè)嘗試產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 ——
原子級制造，亟待“萌芽”破土
未來制造啥模樣?作為逼近理論極限性能的變革性制造技術(shù)，原子級制造是各國競相布局的路徑之一。原子級制造也是國內(nèi)有望與國際先進“并跑”的領(lǐng)域之一，對我國保持產(chǎn)業(yè)鏈安全、競爭高端制造市場具有重要意義。
9月20日，工信部在南京舉辦的原子級制造創(chuàng)新發(fā)展座談會上，政企學(xué)研金各界代表，共同探討國內(nèi)原子級制造從“萌芽”到落地的更多可能性。
何為“原子級制造”?
原子級制造，是工信部確立的六大未來方向之一——未來制造的重點領(lǐng)域，是指按原子尺度結(jié)構(gòu)或原子精度產(chǎn)品加工的制造業(yè)。相較傳統(tǒng)制造，原子級制造是一種極限小尺度、極限高精度和從制造走向創(chuàng)造的制造終極形態(tài)。
原子級制造有多強?一方面，它的測控能力達到物質(zhì)世界基本單元——原子，是當(dāng)代微電子制造和超精密加工的尺寸微縮極限；另一方面，它掌握了原子的操控能力，將具備從原子直接搭建分子、材料、器件甚至系統(tǒng)的能力，從而打開創(chuàng)造大量新物質(zhì)新材料的終極密碼。以集成電路行業(yè)為例，如果能實現(xiàn)單原子特征的芯片，其尺寸、功耗可降低至當(dāng)前的千分之一以下，計算能力則提升千倍以上。
原子級制造的應(yīng)用前景廣闊，是下一代超精密制造的重要發(fā)展方向，也是材料與制造領(lǐng)域的必然趨勢。南京大學(xué)原子制造研究院院長宋鳳麒認為，“原子級制造有望將制造的結(jié)構(gòu)、尺寸全面提升至原子極限水平，是世界主要大國近年來競相布局的先進制造‘未來域’，是我國必須掌握的核心‘根技術(shù)’。”
當(dāng)前，各國對原子級制造的研究堪稱“并駕齊驅(qū)”。記者從會上了解到，我國把原子級制造作為引領(lǐng)制造業(yè)跨越趕超的新賽道，加以研究部署——工信部提出，要聚焦原子級制造等領(lǐng)域，實施一批科研攻關(guān)項目，突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)，形成一批標(biāo)志性產(chǎn)品，取得一批標(biāo)志性成果，建設(shè)一批企業(yè)孵化器，從前瞻性布局逐步進入實質(zhì)性推進。
江蘇有何先發(fā)優(yōu)勢?
制造是江蘇的“看家本領(lǐng)”，我省在原子級制造技術(shù)領(lǐng)域同樣擁有較好的研究基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，是全國最早布局開展原子級制造技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的地區(qū)之一。
“早在1984年，南京大學(xué)王廣厚院士就開始研究原子團簇物理技術(shù)，是國內(nèi)最早研究該領(lǐng)域的科學(xué)家之一?！笔】萍紡d高新處副處長張迪告訴記者，南京大學(xué)是全國原子級制造研究的重要基地，在二維材料電路、原子級催化材料等方向率先作出探索，東南大學(xué)在原子級制造檢測、蘇州大學(xué)在表界面原子分析組裝等細分領(lǐng)域也均有建樹。
“重量級”平臺機構(gòu)相繼出現(xiàn)。南京大學(xué)成立全國首個原子制造創(chuàng)新研究中心，設(shè)立原子制造研究院，正在籌建該領(lǐng)域的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。東南大學(xué)、蘇州大學(xué)、蘇州實驗室也都成立或籌建原子級制造相關(guān)機構(gòu)。
在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，一批江蘇企業(yè)也在嘗試“破冰”——
透射電鏡設(shè)備是原子級制造的重要觀察分析儀器之一。蘇州博眾儀器科技有限公司經(jīng)過5年研發(fā)，突破電子光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與仿真、高壓超穩(wěn)定電源等一批核心技術(shù)，開發(fā)完成200kV透射電鏡?！斑@一產(chǎn)品性能指標(biāo)與國外相當(dāng)，預(yù)計今年底推向市場銷售?！痹摴矩撠?zé)人透露，這款產(chǎn)品能夠研發(fā)成功，很大原因在于其母公司的技術(shù)積累，并組建起一支包括電子光學(xué)、電子電路、電氣控制、機械、軟件等專業(yè)的強大技術(shù)隊伍。
不少細分領(lǐng)域已有初步積累。無錫的微導(dǎo)納米公司是國際領(lǐng)先的原子層沉積加工企業(yè)，去年產(chǎn)值超過60億元；南京的原磊納米公司主攻應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的原子層沉積設(shè)備……
記者了解到，省工信廳將原子級制造作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的13個重點方向之一?！拔覀儗⒅攸c支持南京、蘇州、無錫等有條件的地區(qū)加快原子級制造領(lǐng)域先進技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、示范應(yīng)用場景推廣，爭創(chuàng)國家未來產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)?！笔」ば艔d副廳長池宇介紹，下一步，將在廳“1650”協(xié)同攻關(guān)項目中積極納入原子級制造相關(guān)技術(shù)攻關(guān)項目，發(fā)動企業(yè)參與申報工信部原子級制造“揭榜掛帥”任務(wù)。同時，全力支持原子級制造創(chuàng)新人才團隊建設(shè)，為搭建產(chǎn)業(yè)生態(tài)積蓄力量。
戰(zhàn)略節(jié)點上瓶頸如何突破?
應(yīng)用前景廣闊并取得一批早期成果，但國內(nèi)外原子級制造尚處于“萌芽”和產(chǎn)業(yè)化初期階段，從科學(xué)原理、關(guān)鍵技術(shù)，到原子級制造所需的科學(xué)儀器、加工裝備，都存在大量瓶頸問題亟待解決，全面實現(xiàn)原子級制造還需長期努力。
中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)教授謝素原舉例說，早在上世紀80年代就有人提出操控原子，但“原子沒那么聽話”，技術(shù)層面很有難度，至今沒有根本性突破，中國在這方面沒有絕對優(yōu)勢，因此尤其需要加強對基礎(chǔ)理論的研究。
當(dāng)前，原子級制造正處于從點的突破邁向系統(tǒng)能力提升的關(guān)鍵戰(zhàn)略節(jié)點，如何加速突破這一“轉(zhuǎn)型期”?
中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)副校長鄭海榮建議，原子級制造涉及機械、材料、物理、化學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，要提前布局，借鑒已成熟的產(chǎn)業(yè)培育模式，強化原子級制造戰(zhàn)略力量建設(shè)，培養(yǎng)跨學(xué)科的交叉復(fù)合型人才和工程型人才，推進校企融合發(fā)展。
國儀量子技術(shù)(合肥)股份有限公司董事長賀羽建議，進一步支持國產(chǎn)儀器設(shè)備采購，在推動大規(guī)模設(shè)備更新的政策下，鼓勵財政經(jīng)費優(yōu)先購買國產(chǎn)儀器，并向國產(chǎn)科學(xué)儀器采購方提供和進口儀器同樣的稅惠政策。
當(dāng)天，與會人士圍繞原子級制造創(chuàng)新發(fā)展實施意見草案開展討論，一致認為，搶占原子級制造發(fā)展先機，要發(fā)揮好新型舉國體制的優(yōu)勢，改變過去單點自由探索的狀況，組織好各優(yōu)勢單位圍繞共同目標(biāo)攻關(guān)研究，從而為全面支撐我國高端制造能力跨越式發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)和原始推動力。
“原子級制造處在全球‘齊跑’階段，每一步都是全新探索，這是機會也是挑戰(zhàn)?！睓C械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所所長歐陽勁松意味深長地說，“實施意見發(fā)布讓人期待，這正是我國原子級制造走出的‘關(guān)鍵一步’!”
