隨著全球經(jīng)濟(jì)的日益復(fù)雜化和科技的飛速發(fā)展，原子級(jí)制造已成為各國(guó)競(jìng)相布局的先進(jìn)制造技術(shù)前沿。這一領(lǐng)域的發(fā)展不僅有望推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，還可能對(duì)半導(dǎo)體、航空航天、核能工程、超精密儀器和量子科技等國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

　　一、國(guó)外原子級(jí)制造發(fā)展較好的國(guó)家

　�。ㄒ唬┟绹�(guó)

　　美國(guó)在原子級(jí)制造領(lǐng)域的發(fā)展起步較早，從2015年起就率先部署相關(guān)研究計(jì)劃。國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）啟動(dòng)了“從原子到產(chǎn)品”研究計(jì)劃，旨在研制有效的裝配方法，使制造出的大尺度組件和系統(tǒng)能夠保留材料原子級(jí)效應(yīng)和性能。該計(jì)劃包括“原子到微米組裝”以及“微米到毫米組裝”兩個(gè)主要方向。

　　2018年，美國(guó)能源部先進(jìn)制造辦公室啟動(dòng)了原子精密制造計(jì)劃，目標(biāo)是推進(jìn)具有原子級(jí)特征結(jié)構(gòu)的后摩爾時(shí)代芯片的發(fā)展。同年，美國(guó)國(guó)防部還啟動(dòng)了“制造科學(xué)計(jì)劃”，重點(diǎn)研究原子級(jí)制造的關(guān)鍵技術(shù)。

　　2022年，美國(guó)發(fā)布了《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略》，強(qiáng)調(diào)原子級(jí)精度制造在微電子和半導(dǎo)體制造創(chuàng)新發(fā)展中的戰(zhàn)略支撐作用。同年，美陸軍與里德堡科技初創(chuàng)公司合作，在世界上首次使用原子量子接收機(jī)（ARx）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線電通信，這一突破有助于提升通信抗干擾和防黑客能力。

　　在企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)方面，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）是原子級(jí)制造研究的重要力量之一。該校在納米制造和原子級(jí)精度控制方面取得了多項(xiàng)突破，包括利用原子層沉積技術(shù)制備高性能薄膜材料和利用原子力顯微鏡進(jìn)行原子級(jí)加工等。

　�。ǘ�）德國(guó)

　　德國(guó)在原子級(jí)制造領(lǐng)域同樣具備雄厚的實(shí)力。2019年，德國(guó)提出了“單原子晶體管”概念，并開展了原子尺度新型集成電路器件的研發(fā)。德國(guó)馬普學(xué)會(huì)、弗勞恩霍夫研究所等科研機(jī)構(gòu)在原子級(jí)制造方面取得了多項(xiàng)重要成果，涉及原子級(jí)精度加工、材料合成與表征、量子點(diǎn)制造等多個(gè)方向。

　　德國(guó)的企業(yè)界也積極參與原子級(jí)制造的發(fā)展。例如，德國(guó)西門子公司在納米電子學(xué)和量子計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)行了大量投資，致力于開發(fā)基于原子級(jí)制造的下一代芯片技術(shù)。

　　（三）日本

　　日本在原子級(jí)制造領(lǐng)域同樣具有顯著優(yōu)勢(shì)。2018年，日本提出了“皮米制造”理念，旨在將光學(xué)元件表面加工精度由納米級(jí)進(jìn)一步提升到皮米級(jí)水平。日本東北大學(xué)、日本理化所、大阪大學(xué)等團(tuán)隊(duì)相繼開展了皮米級(jí)制造相關(guān)研究，取得了多項(xiàng)重要進(jìn)展。

　　在企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)方面，日本電氣公司（NEC）、富士通公司等在原子級(jí)制造領(lǐng)域進(jìn)行了長(zhǎng)期投入，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果。例如，NEC公司利用原子層沉積技術(shù)制備了高性能的薄膜晶體管，富士通公司則致力于開發(fā)基于原子級(jí)制造的量子芯片技術(shù)。

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　　俄羅斯在原子級(jí)制造領(lǐng)域也取得了不少進(jìn)展。2020年，莫斯科國(guó)立大學(xué)的Alexey G. Syromyatnikov團(tuán)隊(duì)研究了相鄰金屬基底上的全原子線的生長(zhǎng)特性、穩(wěn)定性和磁特性，首次實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)磁導(dǎo)線的壽命預(yù)測(cè)。

　　俄羅斯國(guó)家原子能公司（Rosatom）在原子級(jí)制造技術(shù)方面也進(jìn)行了積極探索。Rosatom不僅在核能工程領(lǐng)域具備世界領(lǐng)先地位，還在原子級(jí)制造方面進(jìn)行了大量研發(fā)投入。例如，Rosatom利用原子級(jí)制造技術(shù)制備了高性能的核燃料和核靶球等關(guān)鍵材料，為核能工程的發(fā)展提供了有力支持。

　　二、國(guó)外原子級(jí)制造比較突出的企業(yè)發(fā)展情況

　�。ㄒ唬┞槭±砉�學(xué)院（MIT）

　　麻省理工學(xué)院在原子級(jí)制造領(lǐng)域取得了多項(xiàng)重要突破。該校的納米制造實(shí)驗(yàn)室利用原子層沉積技術(shù)制備了高性能的薄膜材料，并研究了原子級(jí)精度的加工方法。此外，MIT還利用原子力顯微鏡進(jìn)行了原子級(jí)的材料去除和組裝實(shí)驗(yàn)，為原子級(jí)制造技術(shù)的發(fā)展提供了重要的科學(xué)基礎(chǔ)。

　�。ǘ�）西門子公司（Siemens）

　　德國(guó)西門子公司是全球領(lǐng)先的工業(yè)制造企業(yè)之一，在原子級(jí)制造領(lǐng)域也進(jìn)行了大量投入。西門子公司致力于開發(fā)基于原子級(jí)制造的下一代芯片技術(shù)，并將其應(yīng)用于納米電子學(xué)和量子計(jì)算等領(lǐng)域。通過與高校和研究機(jī)構(gòu)的合作，西門子公司不斷推動(dòng)原子級(jí)制造技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。

　�。ㄈ�）日本電氣公司（NEC）

　　日本電氣公司在原子級(jí)制造領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)。NEC利用原子層沉積技術(shù)制備了高性能的薄膜晶體管，并將其應(yīng)用于顯示器件和傳感器等領(lǐng)域。此外，NEC還致力于開發(fā)基于原子級(jí)制造的量子芯片技術(shù)，為量子計(jì)算的發(fā)展提供了有力支持。

　�。ㄋ模┒砹_斯國(guó)家原子能公司（Rosatom）

　　俄羅斯國(guó)家原子能公司不僅在核能工程領(lǐng)域具備世界領(lǐng)先地位，還在原子級(jí)制造方面進(jìn)行了積極探索。Rosatom利用原子級(jí)制造技術(shù)制備了高性能的核燃料和核靶球等關(guān)鍵材料，為核能工程的發(fā)展提供了有力支持。同時(shí)，Rosatom還在原子級(jí)制造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用方面與國(guó)內(nèi)外高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了廣泛合作。

　　三、市場(chǎng)未來發(fā)展趨勢(shì)分析

　　（一）技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

　　隨著原子級(jí)制造技術(shù)的不斷突破，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景將越來越廣闊。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，原子級(jí)制造技術(shù)有望推動(dòng)芯片技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更高效、更低功耗的芯片產(chǎn)品。在航空航天領(lǐng)域，原子級(jí)制造技術(shù)可以制備高性能的航空航天材料，提高飛行器的性能和安全性。在核能工程領(lǐng)域，原子級(jí)制造技術(shù)可以制備高性能的核燃料和核靶球等關(guān)鍵材料，為核能工程的發(fā)展提供有力支持。

　�。ǘ�）國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)

　　原子級(jí)制造技術(shù)的發(fā)展需要全球范圍內(nèi)的合作與競(jìng)爭(zhēng)。各國(guó)政府和企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)國(guó)際合作，共同推動(dòng)原子級(jí)制造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。同時(shí)，各國(guó)也應(yīng)加強(qiáng)自身的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力，提高在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

　�。ㄈ�）創(chuàng)新生態(tài)體系建設(shè)

　　為了推動(dòng)原子級(jí)制造技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，需要建立完善的創(chuàng)新生態(tài)體系。這包括加強(qiáng)高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的合作，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用深度融合；加強(qiáng)人才培養(yǎng)和引進(jìn)，培養(yǎng)一批具備國(guó)際視野和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才；加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和管理，為原子級(jí)制造技術(shù)的發(fā)展提供良好的創(chuàng)新環(huán)境。

　�。ㄋ模┱�策支持與資金投入

　　政府應(yīng)加大對(duì)原子級(jí)制造技術(shù)的政策支持和資金投入力度。通過制定相關(guān)政策措施，引導(dǎo)社會(huì)資本投入原子級(jí)制造領(lǐng)域；通過設(shè)立專項(xiàng)基金和科研項(xiàng)目，支持原子級(jí)制造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用；通過加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，推動(dòng)原子級(jí)制造技術(shù)的國(guó)際化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

　　四、結(jié)論

　　國(guó)外原子級(jí)制造技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，各國(guó)政府和企業(yè)都在積極投入研發(fā)和應(yīng)用。中投顧問產(chǎn)業(yè)研究院認(rèn)為，未來隨著技術(shù)的不斷突破和產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，原子級(jí)制造技術(shù)將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。同時(shí)，各國(guó)也應(yīng)加強(qiáng)國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)，共同推動(dòng)原子級(jí)制造技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。通過建立完善的創(chuàng)新生態(tài)體系、加強(qiáng)政策支持和資金投入等措施，可以推動(dòng)原子級(jí)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)更快更好的發(fā)展。