原子級制造作為逼近物理極限的前沿技術，正引領全球制造業向更高精度、更小尺度的方向變革。其核心在于通過原子層沉積(ALD)、原子層刻蝕(ALE)等技術，實現對材料的原子級精確操控，從而制造出性能遠超傳統工藝的產品。在半導體、量子計算、新能源等領域，原子級制造被視為突破“后摩爾時代”技術瓶頸的關鍵。中國自“十四五”規劃以來，將原子級制造列為未來產業重點方向，工信部明確提出2025年出臺專項政策支持其發展，并推動產學研協同創新。以微導納米為代表的本土企業已在ALD設備領域實現國產替代，標志著中國在該領域從技術跟隨轉向自主創新階段。

原子級制造(Atomic-scale Manufacturing)是前沿科技領域的重要方向，指在原子或分子尺度上實現材料的精確設計、操控和制造。這一技術突破了傳統制造的精度極限，被視為下一代工業革命的關鍵技術之一。

原子級制造行業發展現狀分析

1. 政策與產業布局加速推進

中國通過頂層設計密集推動原子級制造發展。2024年工信部牽頭成立“原子級制造創新發展聯盟”，整合近百所高校、科研院所及企業資源，并發布《原子級制造創新發展實施意見(2025—2030年)》，明確技術攻關和產業化路徑。地方政府如江蘇、北京等地率先建設未來產業先導區，聚焦半導體、量子器件等應用場景。政策支持下，微導納米、德爾未來等企業已形成初步技術突破，例如微導納米的ALD設備成功應用于28nm芯片生產線，填補國內空白。

2. 技術突破與產業鏈雛形顯現

當前中國原子級制造技術聚焦三大方向：

半導體制造：ALD技術成為晶圓加工核心，微導納米已開發iTomic系列設備，關鍵指標達國際先進水平，并搶占國內70%以上市場份額。

新材料研發：如二硫化鉬(MoS?)的原子級制備技術，金鉬股份、德爾未來等企業推動其在二維半導體和儲能材料的應用。

精密儀器：國儀量子等企業開發原子級測量設備，支撐超精密制造需求。

然而，產業鏈仍面臨核心設備依賴進口(如高精度電子顯微鏡)、規模化量產穩定性不足等瓶頸。

3. 產學研協同創新模式初成

高校與研究機構成為技術策源地。南京大學、北京航空航天大學等設立原子制造研究中心，聯合企業開展技術轉化。例如，浙江大學與華為合作開發原子級芯片原型，天津大學在ALD工藝優化上取得突破。但基礎研究向工程化應用的轉化效率仍需提升，跨學科人才短缺問題突出。

據中研產業研究院《2025-2030年中國原子級制造行業發展現狀分析及未來趨勢預測研究報告》分析：

盡管中國在原子級制造領域取得顯著進展，但仍處于從實驗室突破向規模化應用的過渡期。一方面，ALD設備國產化率不足30%，高端市場被應用材料(AMAT)、東京電子(TEL)等國際巨頭壟斷;另一方面，原子級制造對工藝環境(如超凈車間、納米級溫控)的要求極高，企業需持續投入設備升級。此外，行業標準缺失導致產品兼容性難題，例如不同廠商的ALD設備參數差異影響芯片良率。如何平衡技術突破與成本控制，成為產業化落地的關鍵命題。

原子級制造行業未來趨勢預測

1. 技術路徑的多元化與融合

未來五年，原子級制造將呈現“ALD主導、多技術并行”格局：

ALD技術擴展：從半導體向光伏(TOPCon電池)、柔性顯示等領域滲透，預計2030年全球ALD設備市場規模超50億美元，年復合增長率26.3%。

跨學科技術融合：自組裝(Self-assembly)、量子點操控等技術將與原子級制造結合，推動單原子催化劑、量子比特陣列等顛覆性產品誕生。

2. 應用場景的爆發式拓展

半導體：3nm以下制程依賴原子級刻蝕與沉積，國產設備商有望在2027年前實現14nm全流程覆蓋。

醫療與能源：原子級藥物載體提升靶向治療效率，氫能催化劑原子結構優化可將電解水效率提升30%。

國防與航天：原子級陀螺儀、超敏探測器將應用于高精度導航系統，推動裝備升級。

3. 產業生態的全球化競合

中國將加速構建“政策-資本-技術”協同生態：

政策持續加碼：預計2025-2030年專項扶持資金超百億元，重點支持設備研發與標準制定。

資本深度介入：國家制造業轉型升級基金已布局微導納米等企業，未來或設立原子級制造子基金。

國際競爭加劇：美日歐通過“芯片法案”“量子計劃”強化技術壁壘，中國需突破光刻膠、高純靶材等“卡脖子”環節，同時參與國際標準制定以爭奪話語權。

原子級制造作為新質生產力的核心引擎，正推動中國制造業從“微米時代”邁向“原子時代”。政策紅利釋放、技術迭代加速與市場需求擴張的三重驅動下，行業將進入高速發展期。然而，核心技術自主化、產業鏈協同能力、高端人才儲備仍是亟待突破的瓶頸。

未來，通過深化產學研合作、優化資本配置、構建開放創新生態，中國有望在2030年前形成全球領先的原子級制造產業集群，為半導體自主可控、能源轉型與高端裝備升級提供底層支撐。這一進程不僅關乎產業競爭力，更是中國參與全球科技治理、重塑制造強國地位的戰略抓手。

想要了解更多原子級制造行業詳情分析，可以點擊查看中研普華研究報告《2025-2030年中國原子級制造行業發展現狀分析及未來趨勢預測研究報告》。