“合肥造”高端透射电镜发布

　　在实验室内，工作人员操作国仪量子自主研发的200kV场发射透射电镜TEM-F200。 （图片由受访者提供）

　　一枚芯片内部，薄膜厚度是多少？不同材料的交界处有没有缺陷？这些肉眼无法看到的细节，往往关系着芯片的性能与可靠性。要找到答案，科研人员需要借助能够深入原子尺度的高端科学仪器。

　　10月18日，在南京举行的2026年全国电子显微学学术年会上，来自合肥的国仪量子技术（合肥）股份有限公司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，并已具备量产交付能力。这意味着，国产高端透射电镜正从技术研发进一步走向产品化交付。

　　0.1纳米分辨率，能观察芯片内部的微观结构

　　透射电镜对大众而言略显陌生，却是半导体、先进材料、新能源等领域科研人员观察微观世界的重要工具。

　　此次发布的TEM-F200，最受关注的指标之一，就是0.1纳米的信息分辨率。

　　0.1纳米是什么概念？一纳米相当于十亿分之一米，0.1纳米则是百亿分之一米，已经接近原子间距的尺度。这意味着，在适当的样品和成像条件下，科研人员可以借助这台设备获取极其精细的微观结构信息。

　　与日常使用的光学显微镜不同，透射电镜并不依靠可见光观察样品，而是利用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获取图像及分析数据。

　　这样的观察究竟有什么用？不妨从一枚小小的芯片说起。

　　随着芯片内部结构越来越复杂，一枚芯片往往包含多层薄膜和不同材料的界面。某一层薄膜厚度出现偏差，或者材料内部存在微小缺陷，都可能影响芯片的性能。

　　这些问题从外部很难发现。科研人员需要对芯片进行专门制样，利用透射电镜观察内部的晶体排列、薄膜厚度和界面结构，寻找位错、空洞等微观缺陷，并结合成分分析判断问题可能出在哪里。

　　类似的需求，同样存在于新能源电池和先进材料的研发中。例如，电池经过反复充放电后，内部材料结构发生了什么变化？新材料中不同元素如何分布？透射电镜都能够提供重要的分析依据。

　　国仪量子董事长贺羽介绍，相比低电压平台，200kV透射电镜的电子束具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有更强的穿透能力。

　　“在合适的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。”贺羽说。

　　突破多系统协同难题，核心技术实现自主研发

　　如果说0.1纳米体现了这台电镜的观察能力，那么200kV背后，则是另一道技术难题。

　　200kV指的是电子束的加速电压达到200千伏。要让电子束在如此高的加速电压下稳定工作，并获得高质量图像，并不是简单地提高电压就能实现。

　　“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。”贺羽介绍。

　　一台高端透射电镜，内部包含多个精密系统。电子枪负责产生电子束，高压电源提供稳定的加速电压，电子光学系统控制电子束的传播和成像，探测器负责接收信号，软件则承担设备控制和数据分析等任务。

　　每一个环节都需要足够精确，更重要的是，所有系统必须协同工作。

　　对于需要在原子尺度开展观察的仪器来说，电压波动、机械振动甚至外部电磁干扰，都可能影响最终的成像效果。因此，高性能部件能够单独运行，并不意味着整台设备就能稳定工作。

　　这也是200kV级场发射透射电镜长期具有较高技术门槛的原因之一。

　　据介绍，国仪量子研发团队围绕这一产品开展持续攻关，完成了从核心模组、控制分析软件到系统集成、整机优化的自主研发。

　　具备量产交付能力，国产高端电镜迈向实际应用

　　相比性能参数，此次新品发布还有一个值得关注的信息：TEM-F200已经具备量产交付能力。

　　研发出一台样机，与能够持续制造并交付性能稳定的设备，并不是一回事。前者需要解决技术可行性问题，后者还需要考虑生产制造、质量控制、安装调试以及售后服务等一系列环节。

　　贺羽表示，经过持续攻关，TEM-F200已具备量产交付能力，并建立了相应的客户服务体系。

　　不过，具备量产交付能力并不等于已经实现大规模销售。未来产品的实际交付情况，以及在科研和工业场景中的长期运行表现，仍有待进一步观察。

　　中国仪器仪表学会分析仪器分会总干事吴爱华介绍，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多个领域。

　　他认为，国仪量子这款产品的发布，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。

　　长期以来，全球高端透射电镜市场主要由少数国际厂商占据。国内科研机构和企业在设备采购、关键部件供应、维修维护及软件适配等方面，对进口产品存在一定依赖。

　　对科研人员而言，购买一台高端仪器只是开始。设备投入使用后，还需要长期维护，并根据不同材料和测试任务进行调整。一旦出现故障，关键部件能否及时供应、技术人员能否快速响应，都可能影响实验进度。

　　对于国内用户来说，高端仪器的国产化不仅意味着多一种采购选择，也关系到后续使用中的技术支持和服务保障。

　　从芯片内部的细微缺陷，到新材料中的原子排列，这些肉眼看不见的微观世界，正是透射电镜每天需要面对的工作。如今，随着TEM-F200具备量产交付能力，这台来自合肥的国产高端电镜，也有望走进更多实验室，为科研人员寻找答案提供新的选择。