還在卷3納米？那賽道快到頭了！

3納米製程，也就100個原子的寬度。當“納米”逼近物理極限，中國正佈局“原子製造”新賽道。

中國工程院院士譚久彬親口認證：這玩意兒能讓算力翻千倍！

3納米的盡頭：“大刷子”刷不出“工筆畫”

咱現在的芯片製造，技術路線叫“自上而下”（Top-down），說白了，就是“減材製造”。

光刻機，就是這套玩法的核心。

打個比方，這就“如同用大刷子粉刷牆面”。

一塊完整的硅片是“牆面”，光刻機用光當“刷子”，刷出電路圖案，然後把不要的部分“腐蝕”掉。

在幾十納米寬的時候，你用“大刷子”刷，湊合能看。

但現在，你得在100個原子（3納米）的寬度上，用“大刷子”去刷，那能刷得準嗎？

刷不準了。

根據《瞭望》新聞週刊的報道，當代“離子束加工”是靠物理式轟擊，這種轟擊“不可避免地產生3～5納米損傷”。

你瞅瞅，你的目標是3納米，結果你加工時產生的“損傷”都快趕上目標尺寸了，這還怎麼玩？

這就是“納米制造”的物理極限。

全球半導體設備巨頭“應用材料公司”，最近也推出了所謂的“原子級”精度設備。

他家的半導體產品集團總裁普拉布·拉賈在行業盛會上急得大喊：“當你談論原子級控制時，即使一埃（Å）的精度也很重要！”

一埃，就是0.1納米。

他爲什麼急？因爲他知道，用“大刷子”的時代，結束了。

“算力千倍”的底牌：從“減法”到“加法”的革命

既然“納米”的減法做到了極致，那咱就換個思路，不“減”了，咱“加”！

這就是“原子製造”的核心——“自下而上”（Bottom-up）的“增材製造”。

啥意思？

就是“以原子爲原料”。

我們不再是“雕刻”一塊硅，而是像“搭積木”一樣，“逐一精確地操控原子”，把我們想要的材料和器件，一個原子一個原子地“壘”起來。

這就像扔掉了“大刷子”，換上了“高倍顯微鏡與精準鑷子”。

這可不是小打小鬧，這是一場“終極範式”的革命。

這場革命，能帶來多大的飛躍？

中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授譚久彬給我們算過一筆賬，這段話堪稱“數據密度”拉滿：

“在集成電路行業，如果能實現單原子特徵的芯片，其尺寸、功耗將會降至當前指標的千分之一以下，同時可將計算能力提升千倍以上。”

你沒看錯，功耗降到千分之一，算力翻一千倍！

這要是實現了，現在的什麼AI算力焦慮、能耗焦慮，統統都是浮雲。

“原子製造”不光是造芯片，它的應用是“降維打擊”。

比如，在材料學上，它可以實現“原子級設計和改造”。

在加工上，南京大學的宋鳳麒教授團隊就發現，利用精準的原子操控，可以在超精密加工中，實現“單原子級低損傷和粗糙度的極限”。

徹底告別了“納米級”那種“3-5納米損傷”的“傻大黑粗”。

“同一起跑線”上的中國佈局

這麼牛的技術，別人肯定也在搞。

沒錯，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）和能源部，已經砸了“數億美元”進行研究。

澳大利亞新南威爾士大學，在2012年就宣佈造出了“硅基磷單原子晶體管”；到2022年，他們又搞出了“原子級量子集成電路”。

聽着是不是很嚇人？

但好消息是，中國科學院院士、南京大學教授祝世寧說了：國外雖然起步早，但“原子級製造”無論是科學原理還是關鍵技術，都存在大量瓶頸問題。

換句話說，這事兒太難，大家基本都處於“萌芽階段”。

光明日報的報道更是直接點明：“在原子製造新賽道上，各國站在同一起點”。

這就是中國“換道超車”的黃金機會。

當別人還在“3納米”的獨木橋上擠破頭時，咱已經調轉車頭，開始在“原子製造”這條全新的高速公路上加速了。

咱不是光喊口號，是真金白銀在幹：

國家層面，工信部副部長熊繼軍明確表態，原子級製造是“未來產業”、“新質生產力”的核心引擎。

《原子級製造創新發展實施意見（2025—2030年）》這種頂層設計，都已經在路上了。

科研層面，中國的幾個“王牌”已經亮出來了：

第一個，在南京大學。

宋鳳麒教授的團隊，正在死磕一套叫“原子極限微製造實驗設施”的大科學裝置。

他們不搞“逐一追逐原子”那種慢悠悠的活兒，他們要的是“規模化操控原子”。

在2019年，這套設施迭代後，已經能實現“幾分鐘內完成1英寸硅晶圓的原子簇顆粒製備”。

第二個，在清華大學。

路新春教授團隊，瞄準了芯片製造的關鍵一環——拋光。

他們搞出了“原子級化學機械拋光（CMP）”技術，拋光精度達到了恐怖的“0.1納米”。

這一錘，直接打破了國外企業對“7納米”以下製程工藝的壟斷。

第三個，在中科院。

中科院物理研究所的高鴻鈞院士團隊，正在利用“掃描隧道顯微鏡（STM）”，實現單原子的精準操控，構造具有特殊量子效應的原子級器件。

看到了嗎？

當美國的應用材料公司還在爲“一埃（0.1納米）的精度”而焦慮時，清華的CMP技術已經達到了這個標準。

當別人還在爲“納米”的盡頭而發愁時，譚久彬院士已經爲我們指明瞭“算力翻千倍”的新賽道。

這就是中國的陽謀：你卡你的“納米”，我造我的“原子”。

參考資料：

比納米還小的原子級製造技術是什麼？離我們有多遠？.北京日報.2024-03-18

瞭望｜原子級製造驅動未來產業.新華社.2025-03-25

應用材料：芯片製造正在進入“原子時代”.澎湃新聞.2025-10-13

原子級製造離我們有多遠.經濟日報.2024-03-18

原子級製造：超精密製造重要發展方向.中國高新技術產業導報.2025-01-20

芯片製造的終極範式：原子級製造.投資界.2025-10-16

爲何要錨定原子級製造新賽道？專家們這樣說丨科技圓桌派.封面新聞.2025-03-30

原子製造未來在途.光明日報.2023-07-21