在日前举行的香山科学会议上，中国科学院院士许宁生指出，随着空天海地网络建设和信息世界感知力、通信力及智算力的不断提升，高端、新型硅基芯片的需求愈发迫切。然而，当前‘自上而下’的光刻技术制造方式已逼近物理极限，全球精准制造竞争正由微纳米尺度向原子尺度迈进。

1纳米技术节点被视为硅基芯片制造加工的物理极限。与会专家指出，如果能通过直接操控原子来制造芯片，将彻底颠覆现有光刻技术为基础的制造规则，开启芯片制造的新纪元。这一过程不仅将突破诸多制造极限，也将刷新人类对基础理论的认知。

当前芯片制造采用‘自上而下’的方式，通过逐层添加、移除或改变材料性质来构建复杂结构。然而，随着加工精度不断提升，宏观方式的制造极限逐渐显现。特别是在生成式人工智能快速发展的背景下，算力不足、计算成本过高等问题日益凸显。许宁生认为，硅基芯片大规模原子制造技术的发展有望带来计算和智能技术的基础性变革。

复旦大学物理学系教授张远波介绍，二维半导体是1纳米及以下节点的重要材料体系，也是唯一公认能够延续摩尔定律的材料。二维材料具有独特的单分子层晶体结构，具有高载流子迁移率、丰富电学性能等特点，在1纳米条件下仍能正常工作，有望突破传统半导体器件的极限。

然而，尽管二维材料在实验室实现了较大规模生产，但难以根据需要‘随心’构筑。与会专家认为，操纵二维材料和结构，实现其性质与功能的人工设计与调控，仍是原子制造的核心科学问题。中国科学院院士刘云圻指出，信息技术微型化发展要求原子制造领域在结构、序列、取向、堆叠方式等方面实现复杂、有序、智能型发展。

为了实现这一目标，需要深入认识微观分子的反应和组装规律，掌握材料的基本物理性质。国家纳米科学中心研究员谢黎明团队研发了高温原位光学成像技术，实现了二维材料生长的实时成像，揭示了其生长动力学与生长机制。基于高分辨率的在线观测，团队发展出液相边缘外延生长方法和设备，实现了二硫化钼的全单层生长。

中国科学院物理研究所研究员张广宇团队则成功外延生长出2英寸的单层二硫化钼单晶薄膜，相较于硅，二硫化钼具有更强的电子控制能力，被认为是制造下一代芯片的理想材料。与会专家表示，定向自组装诱导图形化工艺技术、冷阴极并行电子束直写刻蚀装备技术等加工技术也在不断完善和发展，为工业级别的大规模原子制造提供支撑。

此外，西安交通大学材料学院自旋电子材料与量子器件研究中心教授潘毅介绍了固态量子计算芯片的技术路线，利用扫描隧道显微镜进行原子操纵，构筑了多个全同性良好的人工量子点，有望成为未来固态量子计算所需的大规模耦合量子点阵列的重要制造方式。

（文章来源：科技日报）