原子级制造是指通过规模化精准操控原子，将制造精度或结构尺度推进至原子水平，使产品性能逼近极限的制造技术。其核心在于让原子成为可编程制造单元，重塑从材料到器件的创制范式，为芯片、量子、材料等战略领域提供颠覆性解决方案。因此，抢占原子级制造这一制高点，意味着掌握定义未来技术规则、引领新一轮科技革命的主导权。
作为制造业向极限精度跃迁的重要方向，原子级制造正从实验室走向产业视野，被视为新一轮科技革命和产业变革的关键突破口。上海将对标国家战略，服务未来产业布局，打造国家级原子级制造高地，力争于2030年产业规模达到百亿元级。
2025原子级制造产业发展论坛昨天在上海开幕，《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）》同步发布。
抢占制高点：打造“4+2+5”发展体系
根据此次发布的《行动方案》，上海将按照“创新策源强基、装备能级提升、创新产品示范、产业生态融通”总体思路，打造“4+2+5”发展体系，攻关突破加工、构筑、测量、AI赋能四大核心技术，发力制造、测量两大装备领域，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升级与转型，助力上海加快构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系。
在空间布局与产业生态建设上，上海将以宝山区、浦东金桥为主要承载区，并联动长三角区域协同发展，搭建中试验证平台、组建产业联盟等创新联合体。同时，在政策上用好国家和市级专项，探索实施“创新揭榜”等机制，提升关键技术攻关和成果转化效率。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所所长张学军表示，近年来，美日以及欧盟等发达国家和地区相继出台针对原子级制造技术与产业发展的规划政策。美国最早将原子级制造列入国家战略，年投入近2亿美元；欧盟依托跨国协同，聚焦量子精密测量、原子尺度器件与尖端半导体装备等方向。我国面向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，探索未来制造技术。整体来说，国内外目前处于并跑阶段，人才队伍接近，技术积累相当，各有优势。
重塑产业格局：从“加工”材料到“创造”物质
原子级制造并非现有制造技术的简单延伸，而是一场制造范式的根本性变革，其核心内涵在于原子的规模化精准操控。这标志着人类从在宏观上“加工”材料，跃升至通过操控原子在微观上“创造”物质，实现对产品性能的变革型控制。
回顾工业发展历程，制造范式已历经不同阶段的演进。制造1.0“减材制造”以车、铣、刨、磨为代表，通过去除多余材料来塑造形体，其本质是“宏观做减法”。制造2.0“增材制造”（如3D打印），通过逐层堆积材料进行构件成型，实现从“减材”到“增材”的跨越，但其控制精度仍停留在微米及以上尺度。当前正在迈进的制造3.0“原子级制造”，致力于在原子尺度上实现“精准增材”与“精准减材”的统一，其目标不是堆砌无数原子，而是实现原子级基元的操控，从而制造出具有颠覆性性能的产品。
原子级制造的极致精度特性将深刻重塑产业格局：一方面赋能先进芯片、精密光学、高端传感、极端服役装备等高新技术产业的性能跃升，推动信息通信、人工智能等领域的高质量发展；另一方面，为新材料创制与高端装备研制提供底层的长期支撑，培育材料创制、高端科学仪器等未来产业。
开展聚力攻坚：产业化需攻克多重壁垒
我国对原子级制造的顶层布局正在转化为区域发展的具体行动。
京津、长三角、粤港澳大湾区等具备雄厚科技与产业底蕴的地区，正敏锐捕捉这一未来产业机遇，积极研究并酝酿出台地方性配套政策与产业发展规划，2026年将是原子级制造地方规划爆发式突破的一年。目前，十余家高水平实验室、顶尖高校、一流企业已建立专门的原子级制造机构，产出一批具有国际影响的原创性成果。
机遇之外，挑战同样不容忽视。原子级制造要真正成为新质生产力，精度、效率、成本，这三者统筹兼顾必不可少，这也是原子级制造产业发展面临的重大课题。此外，原子级制造离不开超高时空分辨成像、原子级制造过程表征等高端仪器和装备，虽然部分领域已实现“单点突破”，但整体上，原子级制造“母机”、制造过程在线感知等关键装备仍亟待研发与攻关。
张学军认为，企业应发挥“出题人”和“阅卷人”作用，高校、科研院所、企业发挥“联合答题人”作用，围绕国家重大需求，全链条、集群化开展聚力攻坚，以抢占原子级制造领域科技制高点。
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