Ich tippe auch mal auf einen durchgängigen Spannunrgsregler, der den ATMEL dann mitgerissen hat. Das mit den ungeeigneten MOSFETs klingt aber auch logisch.
Nimm nochmal den durchgebrannten Nano, lass die Ausgangstransistoren weg und gib 12V auf den Regler. Dann misst du, ob am 328 0V, 5V oder 12V anliegen. Wenn es null Volt sind, verursacht er ebenfalls einen Kurzen. In den Fall miss im spannungsfreien Zustand, ob der kleine Spannungsregler auf der Rückseite Durchgang hat. Wenn der Regler keinen Durchgang hat, dann sollte er in Ordnung sein und der ATMEL ist mit hoher Warscheinlichkeit über seine Ausgänge (Treiber) gehimmelt worden. Ist er durch und es liegen 12V an, dann ist zuerst der Regler abgedampft. Ein externer 5V Spannungsregler 7805, 2576 5.0 o.ä. kann dem nächsten Clone ein längeres Leben bescheren 
Ich würde wohl aus sportlichem Ehrgeiz den Regler und den 328 tauschen 
Beides mit der Heißluftpistole und einer 5mm Edelstahldüse rausföhnen, Pads säubern und Neuteile draufzimmern...
Gruß Gerald