2022年1月12日,中国仪器仪表学会分析仪器分会十届三次理事会及“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖在京举行。中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长刘长宽主持颁奖典礼。 2021年“朱良漪分析仪器创新奖”,经过10位专家的会评,最终评选出“创新成果奖”3项,“青年创新奖”4名。
其中,聚束科技(北京)有限公司的高通量(场发射)扫描电镜NavigatorSEM-100成功入选“创新成果奖”。
该产品获奖评审意见为:1)聚束科技(北京)有限公司的这款高通量电子显微镜,通过对成像技术、运动平台、电路控制及智能算法的系统化创新设计,实现了高通量成像。成像速度可达到传统扫描电镜的十倍以上;2)在扫描电镜行业率先采用浸没摇摆电磁复合透镜设计。在1KV加速电压下,可达到1.5nm;3KV加速电压下,可达到1.2nm 的高分辨率水平。同时还能够保持很低的图像畸变,线性度高;3)该产品的经济效益和社会效益好。申请的国内外专利也多。
高通量(场发射)扫描电镜Navigator SEM-100
为进一步了解此次荣获“创新成果奖”的高通量(场发射)扫描电镜NavigatorSEM-100的创新技术与研发背景,中国仪器仪表学会分析仪器分会联合仪器信息网采访了聚束科技(北京)有限公司总经理李帅,请其分享了NavigatorSEM-100背后的创新故事。
仪器信息网:首先恭喜贵单位获得2021年朱良漪分析仪器创新奖“创新成果奖”,请介绍此次获奖的成果?该成果的研发背景和初衷是什么?
李帅:获奖产品为高通量(场发射)扫描电镜NavigatorSEM-100,是聚束科技自主研发并且拥有自主知识产权的扫描电镜,且实现了90%以上国产化率的科学仪器,成像速度可达到传统电镜的数十倍以上。自上市以来,本产品具有较好的经济效益和社会效益,对相关领域和科技进步起到了良好的推动作用。
行业发展至今,已有60余年历史,发展已较为成熟。聚束科技的创始团队之前一直专注于半导体工业在线专用电子显微设备的研究。2015年,他们依靠于半导体行业背景结合多年的技术积累,成立了聚束科技,开始研发中国创造的科学仪器。
为了进入到电镜行业,自公司成立以来,所持有的最终目标就是研发出一款特色突出,稳定性好、智能化程度高、全自动化的扫描电镜。带着这样的目标,以及坚持自主创新的初心,凭借着多年的技术积累,潜心专研,使高通量(场发射)扫描电镜最终成形。创新的“高通量”理念,也帮助聚束科技快速的打开了电镜市场。
仪器信息网:成果经历了怎样的研制过程,取得了哪些里程碑式的进展,有哪些令您难忘的事件值得分享?
李帅:正如“罗马不是一天建成的”,聚束科技扫描电镜的研发之路也不是一帆风顺的,好在最后都凭借着科研人员十几年的技术积累及时解决。2017年聚束科技取得了一个里程碑的进展,聚束科技第一台样机顺利上市,同年中科院就采购了数台聚束科技的扫描电镜。
这对聚束来说,可以说是被注入了一剂“强心剂”。这一刻的感觉,像是交卷后,被老师宣布成绩为“优秀”时内心的欣喜,更是证明了“高通量”这一理念的正确性。
仪器信息网:成果实现了怎样的创新突破,解决了什么样的关键问题,面向的主要用户有哪些?
李帅:举个例子可能会更好的回答这个问题:脑科学经过一代又一代科学家们锲而不舍的研究,已经发展到对单个神经元或者神经胶质细胞的结构和功能有较深了解。作为科技创新-2030重大项目,中国脑计划“脑科学与类脑研究”中的全脑神经连接图谱是研究中的重要一环,需要借助高端扫描电镜进行高分辨快速成像。
中科院某所在脑切片的显微观测和重构开展研究,因采集的数据量巨大,原计划采购十余台传统电镜进行脑神经成像,但成像时间也很难达到要求。经过试用后,他们最终采购了聚束科技的扫描电镜组成电镜机群替代了原来十余台传统电镜,极大的缩短了成像时间,这个案例证明了高通量扫描电镜在生命科学领域很强的适用性。
不仅仅是在生命科学领域,在芯片、地质领域等领域也都有广泛的应用。目前,我们与地矿行业石油分析机构深入交流,基于高通量性能,实现了岩心样品表面大视域跨尺度的信息采集,形成地图集式的全景数据图像,帮助用户更全面完整地研究岩石样品,最大扫描采集速度能够达到同等仪器的3-4倍。
仪器信息网:成果当前的产业化情况如何,取得了怎样的经济效益或社会效益,未来的市场前景如何?
李帅:前面也提到过,聚束科技一直以来秉持自主创新的初心,打造具有核心竞争力的产品,关键核心技术均自主可控,实现了从产品研发到生产的全过程,完成了扫描电镜的工业化生产,助力解决国产扫描电镜突破“卡脖子”困境。目前来看,聚束科技可以说基本完成了这一目标。
聚束现在与未来都会着力深耕国内电镜市场,且已经在和多个研究院所及公司开展合作并销售设备。此外,凭借着优秀的产品品质,聚束实现了海外市场的突破,新加坡南洋理工大学先后采购了2台我们的电镜,并均已通过验收,打响了国产电镜品牌在世界上的知名度。
现在聚束还有几台电镜在用户处试用,反馈都还不错,所以我们对未来充满信心,这份信心正是来自于我们的产品。在“十四五”的规划下,采购政策向国产仪器倾斜,扫描电镜将迎来更广阔、开放的市场前景。
仪器信息网:围绕成果及相关技术,贵单位后续还将开展哪些创新工作?
李帅:聚束科技依旧会贯彻“高通量”理念,专注于产品性能的提升,同时我们会跳出原有格局,去学习新的思维方式。加大研发投入,双向扩展产品线,谋求市场领先,积极探索新的应用领域。今年我们的新机型NavigatorSEM-100+已经上市,其在硬件部分性能有了较大的提升,配备了新型电子源,电子束落点能量范围可达30keV,可以涵盖绝大多数扫描电镜落点能量需求范围。
仪器信息网:中国电镜产业化发展在近年来呈现活跃发展趋势,聚束科技作为典型代表,请谈下中国电镜产业化发展现状如何?结合聚束科技发展经验,对于中国电镜产业化发展,您有哪些发展建议/意见?(或有哪些发展困境、合作展望等)
李帅:随着国家对基础科研和教育领域的投资力度逐年加大,许多科研机构及高院校所迫切需要增添大型实验设备,未来电镜的需求量也将随之增加。而对国产仪器而言,在政策上,国家大力推进采购国产仪器的使用,明确了政府采购应遵循国产优先原则,这都是一些好的措施,加大了对国产仪器的支持力度。
例如,聚束出口海外的设备享受到了中国海关的国产设备出口退税,这都是国家政策对于国产设备公司的实实在在的支持。随着国家政策的大力支持,国内电镜公司成长和发展势如破竹,相信不久的将来,国产电镜产业将达到世界领先的技术能力和产业规模。
目前来看,国产电镜所占市场份额仍旧不多,产品竞争力不够。但也要注意到,很多国内的扫描电镜无论在性能还是性价比,都不输进口扫描电镜,且售后服务可以做的更好,遇到问题反馈更加及时。聚束科技的售后工程师一直是7X24小时待命,只要客户提出问题,我们必及时响应、及时解决。受新冠疫情影响的当下小微企业“联合”,企业协同合作,共同发展也不失为一种好办法。
最后,我们相信,在国家政策的扶持下,国内扫描电镜领域将持续快速的健康发展。