【东吴证券】策略深度报告：十大未来产业系列之七——原子级制造-260731（21页）.pdf

核心结论速览： 原子级制造被确立为国家战略未来产业：2024年原子级制造正式写入党的二十届三中全会《决定》，上升为国家战略。工信部发布《原子级制造创新发展实施意见（2025-2030年）》（征求意见稿），并于2025年部署19项“揭榜挂帅”重点任务。 全球市场规模2025年达12.7亿美元，同比增长52.3%：前十大设备供应商占据约73%市场份额，市场分布较为集中。预计到2030年全球市场规模将突破98.4亿美元，2025-2030年复合增长率维持在41.8%左右。 中国专利储备超5400件全球第二：2025年国内市场规模约3.6亿美元，占全球比重28.3%。“原子级制造创新发展联盟”于2024年11月揭牌成立，近百家高校、科研院所和企业共同参与。 原子级制造与纳米制造存在本质区别：单个原子直径约0.1-0.5纳米，精度较纳米制造提升2至3个数量级。在宏观工件上定位一个原子相当于在4万公里的地球赤道上找到一块仅1厘米的糖。 全球14个国家或地区已发布专项战略：美国启动“从原子到产品”（A2P）和“原子精密制造”（APM）研究计划；欧盟芯片法案计划投入430亿欧元；日本提出“皮米制造”理念。 苏州工业园区纳米产业产值超1700亿元：集聚企业约1400家，入选国家先进制造业集群，为原子级制造产业升级奠定坚实基础。苏州规上工业总产值4.9万亿元全国第二，工业增加值占GDP比重42.5%居GDP十强城市首位。H2：研究背景与产业定义。原子级制造是采用原子操控新原理、新技术，将加工对象与加工精度全面推进到物质基本组成单元——原子的变革性制造技术体系，被工业和信息化部确立为“未来制造”六大方向的重点领域之一。与传统制造的本质区别：传统制造的工具为刀具、操控对象为块体连续材料，遵循经典力学规律；原子级制造的工具为光子、电子、声子等基本粒子，操控对象为单个原子或原子团簇，遵循量子力学规律，通过光、磁、电、热等多物理场对原子进行定向去除、增加、迁移。战略价值：原子级制造可不依赖传统制造装备和工艺，另辟蹊径突破美西方对高精尖制造装备的封锁限制，从底层摆脱“跟抄沿仿”的传统模式，是推进新型工业化、建设制造强国的核心“根技术”。使产品核心性能逼近理论极限，被认为是人类制造的终极形态之一。精度对比：单个原子直径约0.1—0.5纳米，精度较纳米制造提升2至3个数量级。在宏观工件上定位一个原子相当于在4万公里的地球赤道上找到一块仅1厘米的糖。（数据来源：东吴证券研究所《原子级制造——苏州智造2030系列报告》）。H2：核心原理与技术体系。从科学底层逻辑出发，原子级制造的核心原理可划分为三个层级：第一层级：批量原子操控。借助STM、STEM及光/磁/电势阱等技术载体，通过构建人工势能面限定原子的空间排布，完成对原子的精准调控，以此破解单原子操控模式下效率偏低、难以落地规模化应用的技术瓶颈。第二层级：能场/能束与原子尺度相互作用。利用光、电、离子束等能量形式作用于物质，实现原子层级的材料去除或结构搭建，是原子级加工技术的核心理论根基。第三层级：原子级器件设计与仿真。以量子输运理论与多尺度仿真方法为核心支撑，用于攻克原子基元构效关系解析、量子散热调控、制造工艺预判等关键技术难题。四大技术方向：原子级去除与改性技术：囊括原子层抛光、刻蚀、切削等典型工艺，可在大面积材料表面达成原子级平坦化与近零缺陷的加工效果，为EUV光刻物镜、晶圆、第三代半导体的生产制造提供底层工艺支撑。原子级构筑技术：以能场调控为核心路径，能够实现原子团簇宏量制备、原子层有序生长以及三维高深宽比结构的定向组装，是支撑先进芯片、量子器件、新能源器件研发与量产的核心技术。原子级测量与标准体系：覆盖测控一体、超分辨动态观测、原子尺度物性表征、结构测量与缺陷检测多个模块，化解原子级高精度测量与高通量检测需求之间的矛盾。缺陷控制与修复技术：通过多能场耦合的作用方式抑制加工过程中产生的材料损伤，同时对已形成的缺陷进行定向修复，最终实现器件服役性能的优化提升。主流技术路线：扫描探针显微镜（SPM）操控与自组装原子层沉积（ALD）是现阶段发展最成熟、落地性最强的两条主流路径。（数据来源：东吴证券研究所《原子级制造——苏州智造2030系列报告》）。H2：全球产业格局与竞争态势。全球原子级制造产业已形成“美日欧起步早、北美高端装备领先、欧洲基础研究突出、亚洲规模化推进”的多元竞争格局。市场规模：2025年全球原子级制造市场规模约12.7亿美元，同比增长52.3%，前十大设备供应商占据约73%市场份额。其中半导体原子精确掺杂与量子点制备贡献了65%的份额。预计到2030年全球市场规模将突破98.4亿美元，2025-2030年复合增长率维持在41.8%左右。区域分布：北美凭借扫描探针显微技术、核心仪器装备及软件控制平台的长期积累，2025年区域市场约4.9亿美元、占全球38.6%。欧洲在基础材料科学、超高真空系统整合及标准制定方面具有传统优势，截至2025年已拥有全球19%的国际标准工作组。东亚与荷兰形成规模化推进力量。主要经济体政策布局： 美国：自2015年起相继启动“从原子到产品”（A2P）和“原子精密制造”（APM）研究计划，将原子级制造列入《先进制造业国家战略》。 欧盟：芯片法案（Chips Act）于2023年正式生效，计划投入430亿欧元，目标到2030年实现欧洲芯片产能占全球20%。已批准13项首类半导体设施国家援助决定，涉及超320亿欧元投资。 日本：由文部科学省与JST系统支持原子级精度超精密加工技术，并于2018年提出“皮米制造”理念。 德国：通过BMFTR的“Hightech Agenda Deutschland”框架将微电子与量子技术列入重点投入领域。竞争格局特征：截至2026年第一季度，全球参与实质性竞争的机构与公司已超过150家，尚未形成绝对垄断巨头，技术路线多元化、竞争与合作并存。已有14个国家或地区发布专项战略或路线图，多将原子级制造纳入微电子或先进制造版图的核心环节。（数据来源：东吴证券研究所《原子级制造——苏州智造2030系列报告》）。H2：中国“四轮驱动”发展格局。中国已将原子级制造纳入国家未来产业战略布局，形成“政策引领+联盟协同+揭榜挂帅+基础研究”的四轮驱动发展格局。政策引领：| 时间 | 政策文件 | 发布部门 | 核心内容 ||||||| 2024/1 | 《推动未来产业创新发展的实施意见》 | 工信部等七部门 | 原子级制造作为细分方向获得政策支持 || 2024/7 | 党的二十届三中全会《决定》 | 党中央 | 将原子级制造纳入未来产业名词，上升为国家战略 || 2024/9 | 《原子级制造创新发展实施意见（2025—2030年）》（征求意见稿） | 工信部 | 就专项政策公开征求意见，部署中长期发展目标与重点任务 || 2024/12 | 2024年全国工业和信息化工作会议 | 工信部 | 明确“2025年制定出台原子级制造等领域创新发展政策” || 2025/3 | 未来产业“1+N”政策体系 | 工信部 | 明确体系框架，系统推进原子级制造产业发展 || 2026/3 | 《“十五五”规划纲要》 | 全国人大 | 新材料列为重点战略性新兴产业 |联盟协同：2024年11月，由工业和信息化部指导，近百家高校、科研院所和企业共同发起的“原子级制造创新发展联盟”揭牌成立，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所当选首任理事长单位，31家高校、企业和科研院所当选副理事长单位。“揭榜挂帅” ：2025年工信部在原子级制造领域部署19项重点任务，包括“原子级金属粉体宏量开发”等，预期产出高效团簇离子束原子级抛光装备、200-300kV场发射透射电镜等系列加工、检测装备，以及原子级金属粉体、原子级精度X射线反射镜等系列产品。基础研究： 大科学装置：南京大学“原子极限微制造实验设施”已完成预研验收，每秒操控原子能力突破万亿次，形成“沿途下蛋”机制——已产出原子级镍粉体（用于发动机机匣修复，将工艺温度从1200℃降至1000℃以下）、晶圆原子级加工样机等阶段性成果。 高校布局：中国科学院2018年推出“功能导向的原子级制造前沿科学问题”先导专项；南京大学、浙江大学等已成立或筹建原子级制造相关研究机构；苏州实验室已成立原子级制造相关研究机构。 市场规模：2025年国内市场规模约3.6亿美元，占全球比重28.3%，专利储备量累计超过5400件，位列全球第二。（数据来源：东吴证券研究所《原子级制造——苏州智造2030系列报告》）。H2：苏州产业机遇与布局。“10+10”产业体系：苏州在持续推进“1030”产业体系基础上，发布十大重点新兴产业与十大重点未来产业名单，原子级制造正式纳入十大重点未来产业。苏州的独特优势：雄厚的纳米产业基础：苏州工业园区是全球五大纳米产业集聚区之一，2024年纳米产业产值超1700亿元、集聚企业约1400家，入选国家先进制造业集群。原子级制造是纳米制造的延伸与升级，苏州在纳米材料、纳米加工、纳米器件等领域的深厚积累，为向原子级制造产业升级奠定了坚实基础。广阔的半导体应用市场：苏州是国内重要的半导体产业基地，拥有从设计、制造、封测到设备材料的完整产业链。先进制程对原子层沉积、原子层刻蚀等技术的迫切需求，为原子级制造技术提供了直接的市场拉动。精密制造与高端装备配套：苏州高端仪器仪表与智能检测设备产业基础雄厚，在精密机械加工、运动控制、真空技术、光学检测等领域具备优势，能够为原子级制造设备的研发与生产提供配套支撑。产学研协同创新：中科院苏州纳米所、苏州实验室、苏州大学等科研机构与本地企业形成良好的产学研合作机制。江苏以南京大学为核心的原子级制造大科学装置布局，可与苏州形成“基础研究在南京、产业化应用在苏州”的协同发展格局。本地企业梯队：| 企业 | 领域 | 核心能力 |||||| 纳微科技 | 纳米微球 | 少数可同时规模化制备无机和有机高性能纳米微球材料的公司 || 永鼎股份 | 超导材料 | 第二代高温超导带材国产化突破 || 德尔未来 | 石墨烯 | 石墨烯材料制备与应用 || 锦富技术 | 石墨烯 | 光电显示模组及微纳加工 || 长光华芯 | 半导体激光芯片 | 高功率半导体激光芯片 || 纳芯微 | 模拟芯片 | 高性能模拟集成电路 || 胜科纳米 | 原子级测量 | 半导体第三方检测分析 |（数据来源：东吴证券研究所《原子级制造——苏州智造2030系列报告》）。H2：未来五年机会洞察。机会赛道成熟度×市场空间矩阵。| 赛道 | 成熟度 | 市场空间 | 增长驱动 | 推荐优先级 |||||||| 原子层沉积（ALD）装备 | 中高 | 大（2031年91.91亿美元） | 半导体先进制程 | ★★★★★ || 原子级检测与测量 | 中 | 中 | 国产替代 | ★★★★★ || 原子级材料（粉体/薄膜） | 中 | 中 | 基础研究突破 | ★★★★ || 半导体设备（刻蚀/沉积） | 高 | 大 | 晶圆厂扩产 | ★★★★★ || 第三代半导体衬底 | 高 | 大 | 新能源/功率器件 | ★★★★ || 超导材料 | 中 | 中 | 量子科技 | ★★★ || 石墨烯等二维材料 | 中 | 中 | 新材料应用 | ★★★ |多角色行动建议。设备制造商：重点关注原子层沉积（ALD）、原子层刻蚀（ALE）等核心装备的国产化机会。全球ALD市场2024年约42.66亿美元，预计2031年达91.91亿美元。材料企业：把握原子级金属粉体、原子级精度光学器件等新兴材料赛道。中科院先导专项已产出原子级镍粉体等阶段性成果。半导体企业：先进制程（3nm以下、GAA晶体管）对原子级制造工艺形成刚性需求。全球Foundry/Logic应用WFE 2026年预计可达780亿美元。投资机构：关注具备核心工艺能力、客户认证优势和规模化交付能力的标的。A股相关标的主要集中在中微公司、北方华创、江丰电子等半导体设备与材料企业。苏州本地企业：依托工业园区纳米产业和半导体产业基础，积极布局原子级制造相关方向，争取“基础研究在南京、产业化应用在苏州”的协同红利。延伸阅读。以上为报告核心内容分析，如需获取完整数据图表、详细产业链分析及全部相关标的清单，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。问：什么是原子级制造？与传统制造有什么区别？答：原子级制造是采用原子操控新原理、新技术，将加工对象与加工精度全面推进到原子尺度的变革性制造技术体系。传统制造遵循经典力学规律，原子级制造遵循量子力学规律，可不依赖传统制造装备和工艺，从底层突破封锁限制。问：原子级制造的精度有多高？答：单个原子直径约0.1-0.5纳米，精度较纳米制造提升2至3个数量级。在宏观工件上定位一个原子相当于在4万公里的地球赤道上找到一块仅1厘米的糖。问：全球原子级制造市场规模有多大？答：2025年全球市场规模约12.7亿美元，同比增长52.3%。预计2030年突破98.4亿美元，2025-2030年复合增长率41.8%。问：中国在原子级制造领域处于什么地位？答：中国已形成“政策引领+联盟协同+揭榜挂帅+基础研究”的四轮驱动格局，2025年国内市场规模约3.6亿美元，占全球28.3%，专利储备超5400件全球第二。问：苏州为什么适合发展原子级制造？答：苏州工业园区纳米产业产值超1700亿元、集聚企业约1400家；是国内重要半导体产业基地；精密制造与高端装备产业配套完善；中科院苏州纳米所等科研机构提供创新动力。数据来源说明。本报告数据来源于东吴证券研究所《原子级制造——苏州智造2030系列报告》（2026年7月31日），分析师陈刚、谢立昕。数据截至2026年7月30日。