Las primeras nanofábricas serán, probablemente, artilugios de proteína/ADN/ARN que precisarán que científicos especializados den miles de pasos para lograr que construyan un nuevo artilugio (que estará hecho únicamente de proteína/ADN/ARN), o diamantoides de alto vacío que requerirán que científicos especializados den miles de pasos para lograr que construyan un nuevo artilugio (que estará hecho únicamente de diamantoide) o, posiblemente, incluso artilugios de carburo de tungsteno que hacen EDM con nanotubos, y que requerirán que científicos especializados avancen miles de pasos para lograr que construyan un nuevo artilugio (que estará formado únicamente por carburo de tungsteno, siendo los nanotubos proporcionados por una fuente externa). Las primeras nanofábricas serán inestables y experimentales, caras, necesitarán aportes costosos, serán capaces de producir únicamente productos muy limitados y serán afortunadas si consiguen autoreplicarse antes de dejar de funcionar. Michael Anissimov, de Accelerating Future, cree que podría tener lugar un rápido y repentino surgimiento a partir de esta primera fase. El 95% de los costes de inversión necesarios para construir una nanofábrica se destinarán a la construcción de máquinas a nanoescala, incluido un ensamblador, hacer que funcionen de forma fiable, incorporarlas a una arquitectura repetitiva y cooperativa que funcione sin dejar entrar la contaminación molecular, permitiendo que ésta escape de sus confines internos, etc. Todos estos son problemas de bajo nivel. Si no se solucionan bien todos ellos, no llegaremos a ninguna parte. El coste necesario para la construcción de la primera nanofábrica será inmenso, pero si se consigue una arquitectura modular básica a nanoescala que se pueda autoconstruir desde el nivel de los micrómetros al de los centímetros, entonces no importará si estamos construyendo 100 unidades en la escala del centímetro o un millón. Los problemas de escala más destacados se producen a nanoescala y microescala. Para cuando estemos en la macroescala, el sistema tiene que estar completamente automatizado y ser, por tanto, prácticamente económico. El principal coste en cualquier producto procede del aporte humano, atención y artesanía por unidad; cuanta menos mano de obra necesitemos, más barato será. Será necesario automatizar casi por completo las nanofábricas o ya no llegarán a existir.