16日至17日,第789次香山科学会议在苏州举行。本次会议为期两天,以“信息器件原子级制造实验装置”关键科学技术问题为主题,会聚了物理、化学、材料、人工智能、精密仪器等多领域的专家学者,围绕原子级制造核心科学与技术挑战展开深入研讨,旨在推动我国信息器件原子级制造相关科学研究。
香山科学会议是我国科技界以探索科学前沿、促进知识创新为主要目标的高层次、跨学科、小规模常设性学术会议。此次会议聚焦“信息器件原子级制造实验装置”。据悉,原子级制造是一种变革性制造技术,通过对原子的规模化精准操控,以能量作用于原子或原子级基元,制造出逼近理论极限性能的材料与器件。在集成电路等信息器件等领域,它将成为服务国家重大战略、加快形成新质生产力的新动能。当前,国内外缺少针对原子级制造的系统性基础设施,难以充分发挥其核心优势。
信息器件原子级制造实验装置基于超高真空互联技术,针对集成电路信息器件中原子级材料按需创制、原子级器件精准加工和原子级高时空分辨动态表征等关键科学问题,并围绕AI赋能的原子级制造等议题深入讨论,有助于推动原子级制造领域突破。
会议在苏州召开,凸显了苏州在纳米科技领域的创新实力。记者从活动中了解到,由中国科学院、江苏省人民政府、老挝黄金赌场_澳门赌场app-【唯一授权牌照】及苏州工业园区四方共建的中国科学院苏州纳米所纳米真空互联实验站(Nano-X),是目前全球规模最大、性能最优、共享程度最高的真空互联综合实验装置。它开创了材料与器件本征构效关系及其表界面科学研究的新范式,为国家战略高科技及江苏省、长三角区域产业发展提供了重要支撑。
该实验站已实现50余台大型设备通过227米超高真空管道互联,建成了材料制备与工艺、微观机理准原位分析、跨尺度性能测试、气氛可控和真空互联控制与对接系统等五大稳定高效运行的模块平台,形成全真空环境下的综合实验装置,各系统均高效稳定运行。实验站围绕多个研究方向,聚焦纳米科技共性难题,利用真空互联技术开展科研攻关和对外服务,同时加强高端装备自主研发,部分设备已打破国际垄断。
实验站面向全球开放,组建了200多人的高水平团队,开展合作课题780个,服务超280家用户,取得了一系列重要科研成果,申请核心专利380项,已授权106项,在多个领域具有国际影响力。去年,实验装置入选首批江苏省重大科技基础设施培育支持预研项目名单,其“十三五”科教基础设施项目顺利通过验收。
中国科学院院士、纳米真空互联实验站学术委员会主任迟力峰说,这一大型科学装置将进一步聚焦提升原子操控规模化能力、强化精准控制水平,同时借助AI高效处理数据、优化工艺,以实现装置性能质的飞跃。
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原子级制造
如果把制造比作搭积木,原子级制造就是用“原子”当积木块,在微观世界里搭建出各种神奇的材料和器件。它通过激光、电场等“工具”,精准控制单个原子的位置和状态,让它们乖乖“站队”。比如在半导体领域,传统芯片的电路线宽已经快接近物理极限,而用原子级制造技术,能让芯片性能实现质的飞跃。
这项技术的难点在于超洁净和超精准。原子比灰尘小亿万倍,哪怕空气中一个微小的杂质,都可能打乱整个原子排列。因此,科学家需要在超高真空环境里操作,就像在无菌手术室里做手术一样,杜绝任何干扰。同时,要让成千上万的原子按设计“就位”,还得借助人工智能来规划路径,就像给每颗原子配备导航系统。
因此,原子级制造就是人类从“改造材料”迈向“创造材料”的钥匙,让人类在原子尺度上重新定义制造的边界。往小了说,原子级制造能造出更薄的屏幕、更快的芯片、更耐用的电池;往大了说,它可能让新能源材料、量子计算机等前沿领域实现突破。