摘要: 自从18世纪70年代以来，工具及制造技术精度以前所未有速度向前发展，经历毫米级手工制造、微米及纳米级机器制造、并逐步进入原子尺度。天津大学房丰洲教授提出了以原子及近原子尺度制造为核心的制造发展的下一个时代， 即，制造III，并与国际该领域研究人员一起基于去除，增加及迁移机制的系统的梳理了该技术。文中阐明制造业的发展历程和趋势可分为三个阶段：以经验和技艺为基础的手工成型制造I时代，基于机器精度的可控制造II时代，接近物质基本组成的原子和近原子尺度的制造III时代。 论文系统地分析了包括超精密加工，高能粒子束加工，原子刻蚀及基于原子力显微镜制造技术用于获得原子尺度结构及原子精度表面。目前，聚焦电子束可以实现针对二维材料原子级去除。原子尺度增材制造则以大分子可控组装为主，例如DNA 折叠结构，基于蛋白质及缩氨酸可控组装复杂结构。原子级迁移则概述了扫描隧道显微镜、原子力显微镜及扫描透射电子显微镜用于单个原子的操作。并在此基础之上归纳了原子和近原子尺度制造、测量及应用。半导体领域摩尔定律逐渐逼近其物理极限。其典型代表如：苹果A12 芯片及华为麒麟980芯片都采用了7纳米加工工艺。 这就意味着每个平方厘米的芯片上集成了近70亿个电子管。业界同时还在开发5纳米及3纳米加工工艺，而线宽3nm意味着几十个原子宽度。这一切都说明无论是工业界还是科研领域，人们已经逐渐进入原子领域。与此同时，人类社会的发展面临资源枯竭、环境污染、气候变化、水资源缺乏及贫困等诸多挑战，这些挑战都与人类生产生活方式息息相关。 我们应该怎么做呢？作者认为原子和近原子尺度制造改变了原材料，器件及产品生产方式用与满足用户的苛刻使用要求， 可以彻底改变包括人类现有生产方式，进而应对人类社会所面临的诸多挑战。未来针对原子和近原子尺度制造将基于基础研究、探索原子级功能器件、多种材料原子和近原子尺度制造、 并实现原子和近原子尺度规模化制造。