2025年8月16日至17日，第789次香山科學(xué)會議在蘇州舉行。本次會議為期兩天，以“信息器件原子級制造實驗裝置”關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題為主題，會聚了物理、化學(xué)、材料、人工智能、精密儀器等多領(lǐng)域的專家學(xué)者，圍繞原子級制造核心科學(xué)與技術(shù)挑戰(zhàn)展開深入研討，旨在推動我國信息器件原子級制造相關(guān)科學(xué)研究。
香山科學(xué)會議是我國科技界以探索科學(xué)前沿、促進知識創(chuàng)新為主要目標的高層次、跨學(xué)科、小規(guī)模常設(shè)性學(xué)術(shù)會議。此次會議聚焦“信息器件原子級制造實驗裝置”。據(jù)悉，原子級制造是一種變革性制造技術(shù)，通過對原子的規(guī)?；珳什倏?，以能量作用于原子或原子級基元，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)國家重大戰(zhàn)略、加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力的新動能。當(dāng)前，國內(nèi)外缺少針對原子級制造的系統(tǒng)性基礎(chǔ)設(shè)施，難以充分發(fā)揮其核心優(yōu)勢。
信息器件原子級制造實驗裝置基于超高真空互聯(lián)技術(shù)，針對集成電路信息器件中原子級材料按需創(chuàng)制、原子級器件精準加工和原子級高時空分辨動態(tài)表征等關(guān)鍵科學(xué)問題，并圍繞AI賦能的原子級制造等議題深入討論，有助于推動原子級制造領(lǐng)域突破。
會議在蘇州召開，凸顯了蘇州在納米科技領(lǐng)域的創(chuàng)新實力。從活動中了解到，由中國科學(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)四方共建的中國科學(xué)院蘇州納米所納米真空互聯(lián)實驗站（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)綜合實驗裝置。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，為國家戰(zhàn)略高科技及江蘇省、長三角區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要支撐。
該實驗站已實現(xiàn)50余臺大型設(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、微觀機理準原位分析、跨尺度性能測試、氣氛可控和真空互聯(lián)控制與對接系統(tǒng)等五大穩(wěn)定高效運行的模塊平臺，形成全真空環(huán)境下的綜合實驗裝置，各系統(tǒng)均高效穩(wěn)定運行。實驗站圍繞多個研究方向，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)和對外服務(wù)，同時加強高端裝備自主研發(fā)，部分設(shè)備已打破國際壟斷。
實驗站面向全球開放，組建了200多人的高水平團隊，開展合作課題780個，服務(wù)超280家用戶，取得了一系列重要科研成果，申請核心專利380項，已授權(quán)106項，在多個領(lǐng)域具有國際影響力。去年，實驗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)研項目名單，其“十三五”科教基礎(chǔ)設(shè)施項目順利通過驗收。
中國科學(xué)院院士、納米真空互聯(lián)實驗站學(xué)術(shù)委員會主任遲力峰說，這一大型科學(xué)裝置將進一步聚焦提升原子操控規(guī)模化能力、強化精準控制水平，同時借助AI高效處理數(shù)據(jù)、優(yōu)化工藝，以實現(xiàn)裝置性能質(zhì)的飛躍。
原子級制造
如果把制造比作搭積木，原子級制造就是用“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、電場等“工具”，精準控制單個原子的位置和狀態(tài)，讓它們乖乖“站隊”。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，而用原子級制造技術(shù)，能讓芯片性能實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
這項技術(shù)的難點在于超潔凈和超精準。原子比灰塵小億萬倍，哪怕空氣中一個微小的雜質(zhì)，都可能打亂整個原子排列。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，要讓成千上萬的原子按設(shè)計“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、量子計算機等前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。
