国产200kV透射电镜实现量产交付

国产200kV透射电镜实现量产交付

  财湃新闻 2026年10月18日,国仪量子技术(合肥)股份有限公司在南京市举办的2026年全国电子显微学学术年会上,正式发布自主研发的200kV场发射透射电镜TEM-F200。该产品信息分辨率达到0.1纳米,点分辨率达到0.25纳米,多项关键性能指标达到国际一流水平,目前已具备量产交付能力,标志着国产高端透射电镜从研制突破阶段正式加快迈向产品化交付阶段。

  作为半导体、先进材料、新能源和生命科学等多个领域的核心分析工具,透射电镜的技术突破长期受到行业广泛关注。此次发布的TEM-F200,凭借200kV的加速电压配置,让电子束拥有更高动能和更短波长,对一定厚度范围内的高密度样品具备更强的穿透能力,能够在合适薄区样品和对应分析附件的配合下,为多个科研与产业场景提供稳定的高分辨成像支撑。

核心性能指标达到国际一流水平

  此次发布的TEM-F200最受行业关注的核心参数之一,是0.1纳米的信息分辨率。一纳米相当于十亿分之一米,0.1纳米则达到百亿分之一米的尺度,已经接近原子间距的量级,这意味着在适配的样品制备和成像条件下,科研人员可以借助该设备获取精度极高的微观结构信息。与之配套的0.25纳米点分辨率指标,进一步保障了设备在原子尺度下的成像清晰度,能够精准捕捉到样品内部的精细结构特征。

  不同于日常使用的光学显微镜依靠可见光实现观察,透射电镜的成像逻辑完全依托高能电子束完成。设备运行过程中,高能电子束穿透经过特殊制备的薄样品,再通过电子光学系统和探测器采集透射、散射和衍射电子信号,最终生成可供分析的图像与数据。这套成像机制让透射电镜能够突破光学显微镜的分辨率极限,直接在原子尺度下完成对晶体结构、界面和缺陷的表征工作。

  在半导体产业场景中,随着芯片内部结构的复杂程度不断提升,一枚芯片往往集成了多层薄膜和不同材料的界面,任意一层薄膜的厚度偏差、材料内部的微小缺陷,都可能直接影响芯片的整体性能与可靠性。TEM-F200可以对芯片截面开展高分辨成像,帮助研究人员清晰观察晶体排列状态、薄膜厚度参数、界面结合质量,以及位错、空洞、杂质等各类微观缺陷,同时结合纳米尺度的微区成分分析能力,为芯片工艺验证、器件研发、失效分析和可靠性评估提供关键的数据支撑。

  除半导体领域之外,该设备的应用场景还覆盖先进材料、新能源、生命科学等多个方向。在新能源电池研发过程中,科研人员可以借助该设备观察电池经过反复充放电循环后内部材料的结构变化,分析不同元素的分布规律;在先进材料研发场景中,设备能够精准表征新材料内部的界面特征与缺陷状态,为材料性能优化提供核心依据。

全流程自主攻关突破多系统协同技术门槛

  200kV级场发射透射电镜的研发制造,长期是国际厂商占据的技术制高点,核心难点并非简单提升电子束的加速电压数值,而是要实现高压电源、电子枪、电子光学、探测器、软件和整机控制等多个独立系统的长期稳定协同运行。任何一个子系统的运行偏差,都可能直接影响最终的成像精度和设备整体可靠性,这也对研发团队的全链条技术掌控能力提出了极高要求。

  国仪量子研发团队通过持续自主攻关,完成了从核心模组研发、控制分析软件编写、系统集成调试到整机性能优化的全流程技术突破,彻底解决了高性能部件单独运行状态下的优异表现,与整机长时间稳定协同运行之间的技术门槛难题。其中,自研高压电源的加速电压稳定性优于10ppm/h,纹波小于0.5ppm,高亮度场发射电子枪实现了低能散、高相干性的输出效果,同时还搭载了首台国产TEM专用光纤耦合CMOS相机“星耀-16M”,该相机具备4K×4K的成像分辨率,像元尺寸为9微米,配套的Super-EDS对插式双探头SDD总探测面积达到200平方毫米,能量分辨率≤127eV,所有核心部件均实现自主可控。

  国仪量子董事长贺羽表示,200kV透射电镜具有更高的加速电压,电子束动能更高、波长更短,相对低电压平台对一定厚度范围内的高密度样品穿透能力更强,在合适薄区样品和相应分析附件配合下,可以更好地支持半导体、先进材料等领域的高分辨成像、界面与缺陷分析以及纳米尺度微区成分分析。它的研发难点,不是简单提高加速电压,而是要实现高压电源、电子枪、电子光学、探测器、软件和整机控制等多个系统的稳定协同。经过持续攻关,TEM-F200已具备量产交付能力,并建立了全面的客户服务体系。

  作为国内少数具备扫描电镜、离子束双束电镜、透射电镜等电子显微镜全系列产品研发、制造和服务能力的电镜厂商,国仪量子长期聚焦量子科技与高端科学仪器领域,此前已经在场发射扫描电镜、双束电镜等多类电子显微镜产品上实现关键核心技术的自主可控,此次TEM-F200的成功发布,进一步补齐了国产高端场发射透射电镜的产品布局。

量产交付体系建成提升供应链自主可控水平

  具备量产交付能力,意味着TEM-F200的研发工作不仅完成了技术可行性的验证,更同步搭建起覆盖全流程的配套支撑体系。这套体系包含标准化的生产制造流程、全链条的质量控制机制、专业的安装调试服务以及覆盖全生命周期的售后服务网络,能够为不同领域的用户提供稳定、可靠的设备交付和后续使用保障,彻底打破此前国产高端透射电镜仅停留在实验室样机阶段的局限。

  长期以来,全球透射电镜市场由少数国际厂商占据主导地位,国内用户在设备采购、关键部件供应、维修维护、软件适配和应用服务等多个环节,都存在严重的外部依赖情况,不仅采购成本居高不下,后续的部件更换、故障维修和功能升级也往往面临周期长、响应慢等诸多不便。TEM-F200实现量产交付后,将直接丰富国内高端科学仪器的产品供给选择,从根本上提升国内科学仪器供应链的自主可控水平。

  中国仪器仪表学会分析仪器分会总干事吴爱华表示,200kV透射电镜可应用于材料研发、芯片微观结构与失效分析、生物医学和产品质量控制等科研与产业领域。国仪量子200kV场发射透射电镜的发布,将进一步丰富国内高端科学仪器供给,提升分析测试技术的自主保障能力。

  国仪量子2016年在合肥成立,2026年8月11日正式登陆上交所科创板,根据公开经营数据,2025年企业电子显微镜相关业务收入达到3.73亿元,占当年总营收的比例为56.29%,电子显微镜系列产品已经成为企业核心的业务组成部分。随着TEM-F200正式进入量产交付阶段,国产高端透射电镜的产品化落地进程将进一步加快,为国内科研机构和产业用户提供更多自主可控的高端分析工具选择。

(编辑:杨学萍)