原子级制造是指在原子尺度上实现材料、器件和系统的精准制造，通过对原子或分子基元的规模化精准操控，实现原子尺度结构或原子精度加工，赋予产品逼近理论极限的性能。其技术分支包含原子层沉积（ALD）、分子束外延（MBE）、原子操纵技术、电子束/离子束加工等。

2025年工业和信息化部办公厅印发《关于组织开展2025年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》，在原子级制造领域，拟部署“原子级金属粉体宏量开发”等19项揭榜任务；支持建立原子级制造创新发展联盟；探索国家科技计划与金融联动机制，支持建设创新研发基地、中试平台、科技型孵化器等。

根据和仕咨询研究中心发布的《中国原子级制造深度调研及投资前景预测报告》显示，国外在原子级制造领域研究起步较早，目前已取得显著进展，形成了一定的市场格局。在基础理论研究和实际应用方面均处于领先地位，推动了相关产业快速发展。

日本提出皮米制造理念，在纳米技术、材料科学等原子级制造相关基础领域技术先进，电子、汽车产业对高精度制造的需求促使企业和科研机构积极投入原子级制造技术研发，索尼、松下等企业在电子元器件制造中不断探索原子级制造技术应用。

原子级制造关键设备制造难度大，技术含量高，如高精度的扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）、电子束曝光机等设备制造企业主要集中在国外，国内企业在关键设备研发制造上与国外有差距，但部分企业在逐步突破技术瓶颈。

和仕咨询行业分析人士表示，重点布局航空航天领域的原子级制造应用，在高性能材料原子级制造、航空发动机关键零部件原子级制造等方面加大研发投入，打造特色产业新赛道。