原子級製造技術:顛覆性技術開啟未來產業新時代
人們對於奈米技術的熱議不絕於耳,但更小尺度的原子級製造技術又是何方神聖?它又有哪些廣泛應用領域呢?最近,第一屆原子級製造論壇在北京舉行,專家學者們圍繞著“加快原子級製造技術的發展,推動未來產業創新”這一主題展開了深入探討。他們一致認為,原子級製造代表著顛覆性技術和前沿科技,是未來新型工業化和構建制造強國的重要“根本技術”之一。
巨大的應用潛力
通俗來說,原子級製造是在原子尺度上進行加工,製造出具有原子級特定結構特徵的器件和產品。透過原子級製造工藝,將實現前所未有的效能提升。
中國科學院院士、南京大學教授祝世寧指出,原子級製造在材料與製造兩個領域展示出巨大潛力和前景。在製造方面,原子級製造有望開發出一系列精準度高、效能優越的新產品。在材料方面,透過原子級設計和改良,可以實現材料系統的革新。這兩方面的結合發展將為社會進步開闢新的道路。
中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授譚久彬表示,如果在積體電路領域實現單原子特徵的晶片製造,其尺寸和功耗將大幅減少,同時計算能力將大幅提升。原子級製造為我們提供了超越的機會。
原子級製造不僅可以突破物質基礎,實現從原子級別開始創造新材料,獲取極限整合和效能的新材料和器件,推動未來製造業和新材料生產力的發展。
南京大學教授宋鳳麒也對此表示贊同。他認為,在傳統領域超越很難實現,而原子級製造為我國製造業超越提供了新的機遇。原子級製造可以培育新興產業,例如下一代資訊科技、醫藥技術和電池技術。
面臨的挑戰
從宏觀製造到微米制造再到當前的納米制造,未來製造技術將進一步走向原子尺度。然而,原子級製造面對的挑戰是絲毫不容忽視的。它不僅是技術挑戰,更是科學挑戰。
例如,在切削操作中,從10微米到1個原子層的精度提升,對技術控制的要求更高,力的控制精度需要達到驚人的十萬分之一!即使在原子級切削取得了技術突破,原子級表面的物理穩定性可能成為難題,表面可能無法保持穩定狀態。
譚久彬指出,當前原子級製造技術仍處於萌芽階段,無論是科學原理還是關鍵技術,無論是科學探索所需的儀器還是加工裝置,都在挑戰著我們現有認知和能力。原子級製造面臨許多瓶頸問題。
宋鳳麒認為,原子級製造面臨的最大挑戰之一是基礎設施和裝備問題。大部分核心裝置目前仍由發達國家掌握,我國對進口依賴嚴重。我們需要發展自主智慧財產權的核心技術裝備,支援原子級製造的發展。
發展前景廣闊
在未來,我國應該如何推動原子級製造的發展?第一屆原子級製造論壇釋出了《原子級製造發展倡議書》,提出了系統推進科研、加強技術開發、前瞻產業應用、培養專業人才等倡議。
中國工程院院士、大連理工大學教授郭東明建議整合資源,協同攻關,由自由探索轉變為有組織、有計劃的研究,朝著明確的目標和方向前進。
譚久彬建議,在原子級製造研究中,要深入瞭解應用需求,解決挑戰性問題,推動基礎研究和技術突破,與國家重點發展規劃無縫對接。要利用國家整體優勢,整合全國各地資源,實現協同研究,領先國際。
在原子級製造領域,多學科合作至關重要。祝世寧表示,國家應該從多個方面支援原子級製造的發展,包括基礎研究、技術開發、產業培育和人才培養。穩健、持續的步伐是關鍵,長期穩定的投入和努力能帶來真正的技術突破。
原子級製造技術正立足於現有製造基礎上發展顛覆性技術。透過推進原子級製造專案,培養國際領軍科學家,形成國際高水平研究中心,引領全球原子級製造領域的發展,實現重大突破。
原子級製造是未來的發展趨勢,我國有望在這一領域取得重大進展,關鍵在於凝心聚力,共同推動原子級製造技術開拓新境界。(經濟日報記者 佘惠敏)