南京大学与三大机构签约共建原子级制造基础设施 产学研用协同创新体系取得重大进展

问题:面向新一轮科技革命和产业变革,先进制造正加速向“更小尺度、更高精度、更强可控”演进。

分子、原子尺度的创制与加工能力被认为是突破高端材料、关键器件和精密装备瓶颈的重要路径。

但从基础探索到工程验证、再到产业应用,往往存在链条断点:科研成果难以跨越工艺验证门槛,企业需求难以有效牵引基础研究,跨单位共享平台不足、标准体系和人才供给也有待完善。

在此背景下,建设面向全国、开放共享的原子级制造重大科技基础设施,成为打通创新链、产业链的关键抓手。

原因:重大科技基础设施具备“长期投入、系统集成、开放共享”的特点,能够集中解决单一主体难以承担的共性技术问题。

此次签约共建的合作框架,突出“强牵引、强验证、强转化”的组织方式:南京大学牵头推进设施建设,聚焦分子原子级创制、材料原子级调控、器件原子级加工等核心能力,意在构建综合研究平台;厦门大学以团簇物理等前沿方向提供科学问题牵引与方法体系支撑;中国工程物理研究院强调与国家战略场景对接,形成面向重大任务的验证闭环;中国机械工业集团则侧重装备、工程化与产业化延伸。

各方优势互补,覆盖“基础前沿—工程验证—装备与产业化”关键环节,有助于把“能做出来”进一步推向“能稳定做、能规模做、能用得上”。

影响:从科研层面看,原子级制造平台的建设有望提升对材料结构与性能关系的精细认知,推动关键性能指标实现可控、可复现、可验证。

南京大学在相关预研方向已取得阶段性进展:在混溶金属合金原子级调控与结构稳定性研究方面,预研数据达到预期,部分指标处于国际领先水平;在单团簇器件制造与原子级器件加工方面,完成从结构构筑、原位表征到功能验证的系统探索,验证了原子级制造在器件尺度上的可行性与可重复性。

当前预研装置运行稳定,数据质量和关键技术指标达到国际先进水平,为更大规模协同研究提供了基础条件。

从产业层面看,原子级制造不仅服务基础科学,也将成为新能源材料、高端装备、关键功能材料等领域的“底座能力”。

当装置能力与企业真实应用场景形成闭环,能够加速材料迭代、缩短器件开发周期,并带动相关仪器、工艺、软件与标准体系的完善,形成新的产业增量和竞争优势。

对策:推动重大设施释放效能,需要在“组织机制、开放共享、验证转化、人才供给”上同步发力。

一是以联合研究项目为牵引,围绕关键材料、核心器件与制造工艺设立稳定的跨单位攻关任务,明确里程碑与评估机制,形成从科学问题到工程指标的对接。

二是完善开放共享与运行机制,建立面向全国用户的申请、评审、排队与数据管理制度,推动数据质量、表征流程和安全规范标准化,提升可复现性与可比性。

三是强化工程化验证链条,将装置能力与国家重大需求场景及产业需求场景衔接,推动样机、工艺包、评价体系等成果输出,促进从实验室成果向可工程化方案转化。

四是以平台共建带动人才培养,构建跨学科、跨机构的人才流动与联合培养机制,形成既懂基础研究又懂工程工艺、既能创新又能落地的复合型队伍。

前景:原子级制造作为前沿交叉领域,竞争关键不止于单点技术突破,更在于体系化能力与协同效率。

随着合作内容向联合平台建设和长期稳定运行转化,开放共享的综合研究平台有望成为国家战略科技力量的重要组成部分,为解决“卡点”问题提供方法与工具。

与此同时,南京大学进一步对接能源、先进材料领域企业,探索以设施能力支撑真实应用场景的合作模式,将有助于把科研优势转化为产业优势。

可以预期,随着设施能力不断完善、验证闭环逐步形成、产业化通道持续拓宽,原子级制造将为高质量发展提供更具支撑力的技术源头和创新动能。

原子级制造技术的突破,不仅关乎科技竞争力的提升,更是推动产业升级、服务国家战略的重要抓手。

此次四家顶尖机构的强强联合,展现了我国集中力量攻克关键核心技术的决心与能力。

随着合作的深入推进,中国有望在全球原子级制造领域占据更重要的位置,为高质量发展注入强劲动力。