随着全球制造业向更高精度、更深层次迈进,一场围绕原子尺度的技术革命正在悄然展开。
在昨日开幕的2025原子级制造产业发展论坛上,上海正式发布《上海市原子级制造未来产业新赛道创新发展行动方案(2026-2028年)》,明确提出到2030年将原子级制造产业规模推升至百亿元级,力图在这一前沿领域确立国家级高地地位。
所谓原子级制造,是指通过规模化手段实现对原子的精准操控,将制造精度细化至原子层面,使产品性能达到理论极限的先进制造技术。
这项技术的本质突破在于,将原子转化为可编程的制造基本单元,从根本上改变了从材料到器件的生产逻辑,为芯片、量子计算、新材料研发等国家战略性领域开辟全新技术路径。
业内专家指出,谁率先掌握这一技术,谁就握有制定未来技术标准、引领下一轮科技浪潮的话语权。
从宏观视角审视,原子级制造的战略意义远超技术本身。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所所长张学军在论坛上透露,美国早在数年前便将原子级制造纳入国家战略框架,年度投入接近两亿美元;欧盟则依托跨国协同机制,重点布局量子精密测量、原子尺度器件及尖端半导体装备等方向。
面对发达国家和地区的密集部署,我国聚焦高温合金等重大战略需求,沿着单原子、团簇、原子层等技术路线加快探索。
目前,国内外在这一领域基本处于并跑态势,人才储备与技术积累不分伯仲,各具优势。
此次上海发布的行动方案,明确了"创新策源强基、装备能级提升、创新产品示范、产业生态融通"的总体发展思路,构建起"4+2+5"发展体系框架。
具体而言,"4"是指攻关加工、构筑、测量、智能赋能四大核心技术;"2"代表聚焦制造、测量两大装备领域;"5"则是推动集成电路、高端装备、新材料、能源、生物医药五大优势产业的升级转型。
这一体系设计旨在通过技术突破带动产业链整体跃升,为上海构建以先进制造业为支撑的现代化产业体系注入新动能。
在空间布局层面,上海选择以宝山区、浦东金桥为主要承载区域,同时强化与长三角区域的协同联动,搭建中试验证平台,组建产业联盟等创新联合体。
政策支持方面,上海将充分运用国家和市级专项资金,探索实施"创新揭榜"等新型机制,提升关键技术攻关效率和科研成果转化速度。
从技术演进的历史脉络观察,原子级制造代表着制造范式的根本性变革。
传统的减材制造以车、铣、刨、磨为主要手段,通过去除多余材料塑造形体,本质上是"宏观做减法"。
增材制造即3D打印技术,通过逐层堆积材料成型,实现了从"减材"到"增材"的跨越,但其控制精度仍停留在微米级别。
而原子级制造则在原子尺度上实现"精准增材"与"精准减材"的统一,核心目标不是简单堆砌原子,而是实现对原子级基本单元的精确操控,从而制造出性能达到理论极限的颠覆性产品。
这种极致精度特性将深刻重塑产业格局。
一方面,原子级制造能够为先进芯片、精密光学、高端传感器、极端环境服役装备等高新技术产业带来性能质的飞跃,推动信息通信、智能技术等领域高质量发展;另一方面,它为新材料创制与高端装备研制提供底层技术支撑,培育材料创制、高端科学仪器等未来产业集群。
值得关注的是,我国对原子级制造的顶层战略部署正快速转化为区域层面的具体实践。
京津冀、长三角、粤港澳大湾区等具备深厚科技与产业基础的地区,正积极响应这一未来产业机遇,研究制定地方配套政策与产业发展规划。
业内预计,2026年将成为原子级制造地方规划集中落地的关键年份。
目前,已有十余家高水平实验室、顶尖高校、一流企业建立专门研究机构,产出一批具有国际影响力的科研成果。
然而,从实验室走向产业化应用,原子级制造仍需攻克多重技术壁垒和产业化障碍。
如何实现原子级操控的稳定性和重复性,如何建立完善的产业标准体系,如何培育成熟的产业生态,都是摆在行业面前的现实挑战。
原子级制造不仅是一场技术革命，更是一次认知跃迁。
当制造精度进入“原子时代”，人类对物质的掌控将从宏观经验转向微观设计，这既是对现有工业体系的颠覆性重构，也是我国实现科技自立自强的战略机遇。
上海此番布局，既需保持前沿探索的耐心，更要有重塑产业规则的魄力——毕竟在原子尺度的竞赛中，领先一个纳米，就可能定义下一个时代。