庄黎伟，原子级别“刮大白”要怎么做？

你能想象到的人类制造终极形态是什么？

将加工对象和加工精度推进到物质的基本单元——原子级别，自由操控原子，定制化制造产品——原子级制造，应该能列为其中之一。

比如，在目前全球科技领域最为高端的精密制造领域——晶圆加工，人类操控着极紫外线（EUV）光刻机，使用波长为13.5纳米的光，在芯片上刻画图案。迄今为止，全球只有一家叫作ASML的荷兰公司，能够生产这种EUV光刻机。

1纳米（nm）=0.000 000 001米，而原子直径为0.1纳米。如果原子级制造能够达成，芯片制造的设备、良率，还会是困扰产业界的难题吗？产学界从未停止在EUV技术之外的新突破。

2025年9月，华东理工大学化工学院副教授庄黎伟带领研究团队，联合约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）等高校和机构，采用实验加仿真的方法，开发了化学液相沉积（CLD）制备先进光刻胶的新型工艺。

不同于依赖试错、难以控制的传统aZIF薄膜沉积方法，上述研究将薄膜的厚度精准控制在几纳米到几百纳米之间，并且有效地把控沉积速率。为了验证薄膜应用的可行性，团队采用短波辐射完成了6.5–6.7纳米波长的B-EUV测试。

相对于CLD的液相沉积模式，原子层沉积（ALD）是一种化学气相沉积方法，也是庄黎伟团队的主要研究方向。作为原子级制造的核心技术之一，ALD通过将物质以单原子层的形式一层一层地沉积在基底表面，实现原子级别的精确控制‌，可应用于集成电路、能源、航空航天等领域。

“作为一种先进的镀膜技术，ALD类似‘刮大白’。”庄黎伟向南方周末解释道，只不过“刮大白”是在墙上涂抹装修材料，ALD则是在半导体等器件表面涂覆一层精密的“薄膜油漆”，例如氧化硅、氧化铝、氧化锌、氮化硅等。

庄黎伟 华东理工大学化工学院副教授

庄黎伟此前主要研究膜分离和化工反应器，2019-2020年在约翰霍普金斯大学留学期间，在合作导师迈克尔·萨帕希斯（Michael Tsapatsis）教授的建议下，转向ALD、分子层沉积（MLD）等模型/模拟方法的研究和工艺装备的开发。

2020年回国后，他继续在相关领域探索，领衔成立了“计算传递与原子级制造研究室”，聚焦以ALD为核心的薄膜沉积工艺/装备的多尺度模型和模拟研究。团队搭建了ALD工艺与装备仿真平台，可以开展液态/固态前驱体材料评估、薄膜沉积工艺开发与各类装备的设计优化。

与此同时，庄黎伟团队与美国约翰霍普金斯大学、纽约州立大学石溪分校等研究团队在薄膜沉积领域保持着“中方仿真，美方实验”的合作模式，并联合多家海外机构开展ALD/MLD/CLD等各类薄膜沉积工艺的理论与应用研究。

庄黎伟希望，在未来，ALD仿真平台可以具备精准预测沉积薄膜的微观结构、电子特性和机械性能等功能。