La nanofabrication fait référence à la fabrication de structures dont la taille des caractéristiques est mesurée en nanomètres, en particulier en dessous de 20 nanomètres de côté. La technologie actuelle permet la plupart du temps la nanofabrication uniquement dans un sens bidimensionnel. Un sous-ensemble majeur de la nanofabrication actuelle sont les technologies qui relèvent de la nanolithographie, qui signifie essentiellement écriture à l’échelle nanométrique et implique un résultat en 2 dimensions. En ce sens, même la photolithographie conventionnelle utilisée pour fabriquer des puces informatiques est techniquement une nanofabrication, car la taille des caractéristiques est mesurée en centaines de nanomètres. Cependant, la nanofabrication a tendance à faire référence à des approches plus récentes et plus avant-gardistes.
La photolithographie conventionnelle, le pilier de l’industrie informatique, peut être utilisée pour créer des caractéristiques avec des dimensions aussi petites que 22 nm, bien que cela soit très coûteux et ne soit pas actuellement considéré comme rentable. Plus généralement, les motifs ont des tailles de caractéristiques d’environ 193 nm comme limite inférieure. En prévision de se heurter aux limites physiques de la photolithographie, les sociétés informatiques ont investi des milliards de dollars dans la recherche de techniques de lithographie de nouvelle génération. Il s’agit notamment de la lithographie aux rayons X (taille des caractéristiques de 15 nm), de la double structuration (en utilisant une approche à plus faible résolution mais en structurant la même surface deux fois), la lithographie à écriture directe par faisceau d’électrons (EBDW), la lithographie ultraviolette extrême, la lithographie par nanoimpression, la numérisation la lithographie par sonde (qui peut manipuler des atomes individuels) et la nanolithographie au microscope à force atomique.
Des approches plus avancées de la nanofabrication sont l’auto-assemblage moléculaire, qui a été démontré des centaines de fois en laboratoire, ou la mécanosynthèse positionnelle, qui n’en est qu’aux premiers stades de la recherche. Les deux sont des tentatives de faire entrer la nanofabrication dans le domaine 3D, ce qui libérerait véritablement sa puissance technologique. La nanofabrication rapide en 3D signifierait que les fabricants pourraient théoriquement construire une large gamme de structures chimiquement possibles avec une précision nanométrique. Cela pourrait conduire à des moteurs de plusieurs ordres de grandeur plus puissants qu’aujourd’hui, des matériaux avec des rapports résistance/poids 100 fois meilleurs, de l’électronique intégrée dans tout, et plus encore. Pour l’instant, cependant, la nanofabrication est principalement utilisée pour fabriquer de meilleures puces informatiques.