2024年電子束技術產業(yè)化調研報告（簡版）-微納制造產業(yè)促進會

微納制造技術/專利產業(yè)化調研系列報告微納制造技術/專利產業(yè)化調研系列報告電子束技術產業(yè)化調研報告ShenzhnMicro-NanoManufacturingindustyPromo2024年12月前言當制造精度進入10nm以下級別時，電子束技術因其分辨率優(yōu)勢，在檢測和加工應用上逐漸擴大規(guī)模。電子束技術的研發(fā)及典型產品電子顯微鏡、電子束光刻機領域，基本上由美日歐企業(yè)壟斷，我國正在追趕。近年國內涌現了一批電子束焊接、增材制造、醫(yī)療加速器、核能等領域都有深入應用。作為“微納制造”行業(yè)組織，應用，因此低能量(束流在nA級)、高分辨率(束斑直徑為nm級)的電子束技術是本報告的研究對象，對應的應用主要口關注的問題·電子束技術在微納制造領域的研發(fā)和應用趨勢·電子顯微鏡、電子束光刻設備全球發(fā)展格局·國內電子束技術產業(yè)化發(fā)展現狀·技術商業(yè)化的難點、行業(yè)需求目錄01電子束技術總覽02核心器件與產業(yè)鏈03產業(yè)發(fā)展格局04國內產業(yè)化現狀05技術產業(yè)化建議投影光刻電子束光刻投影光刻電子束光刻分辨率光束==》電子束——開啟原子制造時代的鑰匙深圳市微納制造產業(yè)促進會電性十微納米尺度的物質線L線L可2族寶102性速90米光學顯微鏡電子顯微鏡◆檢測領域的顯微鏡一般地，固定波長的光學顯微鏡分辨極限(Abbe'sdiffractionlimit),是光線波長的一半，可見光波長400~760nm之間，所以光學顯微鏡的分辨極限就是200nm(0.2μm)。>一般高端透射電子顯微鏡的分辨率可達0.2nm?！艄饪虘?gt;根據RayleighCriterion,光436nm縮小約30倍，達到13.5nm(極紫外光),對應節(jié)點從μm級升級到最先進的3nm。電子的物質波波長是0.12nm。電子束(e-beam)曝光是利用某些高分子聚合物對電子敏感而成像檢測光學顯微鏡電子顯微鏡微納加工投影光刻電子束光刻13.5nm(極紫外光EUV)0.12nm(100KV電壓下)>顯微鏡打開了通往未知世界的大門，而電子顯微鏡和電子束光刻，是觀測和制造進入納米級原子制造時代的鑰匙。電子束技術基本原理及應用深圳市微納制造產業(yè)促進會是利用電子槍中陰極所產生的電子在陰陽極間的高壓加速電場作用下被加速至很高的速度，經透鏡會聚作用后，形成密集的高速電子流。●電子束技術廣泛用于科研、材料、加工和醫(yī)學治療，典型應用產品有顯像管、示波器、電子顯微鏡、電子束光刻、電子束蒸發(fā)鍍膜、電子束焊接、同步加速器輻射等等?！耠娮邮残约夹g主要包括電子束的產生技術，如熱電子發(fā)射、場致發(fā)射等；電子束聚焦技術，利用電磁透鏡使電子束匯聚成細束；電子束的偏轉技術，借助電場或磁場改變電子束方向；電子束的加速技術，給予電子足夠的動能；還有電子束的束流控制技術，精確調控束流的強度、穩(wěn)定性等。●控制電子束能量密度的大小和能量注入時間，就可以達到不同的加工目的：elrradiatione圖：電子束的工業(yè)應用。電子束輻照用于許多行業(yè)，包括汽車、紡織、電線電纜、醫(yī)療等，用于改善材料特性、增加功能、固化涂層和材料滅菌。4電子束的微納級應用——電子顯微鏡●電子束成像電子束照射到樣品表面，●電子束成像電子束照射到樣品表面，電子就會與樣品的一部分發(fā)生相互作用，發(fā)生彈性散射和非彈性散射，從而產生大量信號，這些可用于成像用于成像和半定量分析的典型信號包括：俄歇電子、二次電子、背散射電·掃描電子顯微鏡(SEM)使用一組特定的線圈以光柵樣式掃描樣品并收集散射的電子?！ね干潆娮语@微鏡(TEM)使用透射電子，收集透過樣品的電子。opticalmiorosc0pe-00wgoroeQliectronScanningPCgr-gnificationratio電子束pinaryAn連續(xù)X射線二次電子筒散制電子俄歌電子E樣品掃描電鏡SEM透射電鏡TEM任何厚度高達100-200萬超過500萬<50pm(市面上最高端型號)示圖像用CCD在熒光屏或PC屏幕上直接成像樣品制備較易，易于使用樣品制備復雜，需要培訓電子束的微納級應用——電子束光刻深圳市微納制造產業(yè)促進會●電子束光刻(Electron-beamlithography,EBL)又稱電子束曝光，是一種通過掃描聚焦電子束在覆蓋有電子敏感膜(稱為光刻膠)的表面●電子束光刻系統(tǒng)具有多種應用，是獲得納米級圖案的重要工具。電子束光刻技術廣泛應用于新材料(如超材料、表面工程)、前沿物理(如超導、量子現象)、仿生學(功能表面)、光子學(微納光學、波導、光子晶體)、生物學(DNA分析、納米流體學)、微電子學等研究領域。近年來，隨著技術市場的發(fā)展，電子束光刻技術也開始應用于三維結構光學器件的制造、光子芯片的制造、高功率芯片的制造以及傳統(tǒng)圖：典型的電子束光刻設備架構Development圖：簡化的電子束光刻工藝流程·EBL技術是從SEM發(fā)展而來的，典型的EBL系統(tǒng)與SEM非常相似。因此，可以選擇合適的掃描電鏡(SEM),并將其與電子precisionstage)和EBL控制軟件組裝成EBL系統(tǒng)。如下圖所示。·SEM和EBL乏間的主要區(qū)別在于，在EBL中，光束根據來自圖案生成器的指令掃描到樣品上，而在SEM中，光束在樣品上進行光柵掃描以收集二次電子形成圖像。分辨率Resolution5-10nm光束偏轉頻率曝光寫場尺寸場拼接精度varies-lowmagforlarg形狀重疊necessarynotne曝光劑量deflectiongain/rotat對準Alignment電子槍聚光鏡電子槍準直系統(tǒng)快門/束閘口變焦透鏡消像散器限制膜孔投影透鏡背散射電子探測器工作臺口Source:Electron-BeamLithographyTraining-YaleUniversity,/electron-beam-ithography-t電子束檢測設備VS.電子顯微鏡深圳市微納制造產業(yè)促進會●電子束缺陷檢查設備EBI(E-BeamInspection)是專門用于快速分析半導體晶圓缺陷的專用設備。EBI設備源自于SEM,電子束檢測設備EBI與掃描電子顯微鏡SEM在半導體檢測領域各有側重，但又相互關聯(lián)、相互補充?！駧资陙黼娮语@微鏡技術的發(fā)展，從關注降低成像分辨率轉向關注提高生產力和獲取更高質量、更可重復的數據，特別是對于半導體應用。圖：常規(guī)SEM物鏡(上)與EBI半浸沒物鏡(下)示意圖對比easeofuse0Easeofuse2010pscrU7目錄01電子束技術總覽02核心器件與產業(yè)鏈03產業(yè)發(fā)展格局04國內產業(yè)化現狀05技術產業(yè)化建議微納電子束系統(tǒng)結構(電子顯微鏡、電子束光刻設備)深圳市微納制造產業(yè)促進會●●電子光學系統(tǒng)：由電子槍、電磁透鏡、靜以操縱光束電流、直徑和發(fā)散度，最終影●高精度平臺控制系統(tǒng)：控制被檢測/加工樣品(基片)的高精度移動。它由用于支撐儀系統(tǒng)(電子束光刻專用)、容納工作臺圖：典型掃描電子顯微鏡結構高壓電源陽級光間一光間—第一里光磷成。高壓電源的穩(wěn)定性是實現穩(wěn)定電子束，實現SEM電子信號探測與成像系統(tǒng)(電鏡):電鏡需要各種信號收集和處理系統(tǒng)，用于區(qū)分和采集二次電子和背散射電子，并將SE、BSE產電子來光電結增管信號檢放大顯示系統(tǒng)及電系統(tǒng)真空系境第二酸光輛酒器線電子他m●真空系統(tǒng)：電鏡和電子束光刻對真空度要求非常高，這是因為在真空環(huán)境下，可以有效地避免電子束與氣體分子發(fā)生碰撞，從而保持電子束的穩(wěn)定性和●真空系統(tǒng)：電鏡和電子束光刻對真空度要求非常高，這是因為在真空環(huán)境下，可以有效地避免電子束與氣體分子發(fā)生碰撞，從而保持電子束的穩(wěn)定性和樣品的表面清晰度。典型的SEM工作室真空要求在10^-4至10^-8帕范圍內，這通常由機械泵和離子泵等真空系統(tǒng)來實現。備圖形發(fā)生器可搭建成為實驗室級電子束曝光設備，進行微納器件制備工作。深圳市微納制造產業(yè)促進會·對比掃描電鏡、電子束光刻，以及非微納級的電子束增材制造設備的主要參數，可以了解不同應用場景對電子束系統(tǒng)核心器件的要求?？谌坞娮犹綔y板工件口三次電子探測板工件基板升降臺對中線圈消像散線圈輔助聚焦線圈偏轉線圈粉料倉控制器功放上機粑子圖：電子束增材制造設備結構示意圖應用高精度掩模版等納米結構器件納米級超高分辨率檢測高價值金屬部件制造電子槍/陰極類型肖特基熱場發(fā)射肖特基熱場發(fā)射電子加速電壓電子束流最小束斑直徑0.7nm(分辨率)束流漂移 一—圖形發(fā)生器掃描頻率——曝光寫場尺寸 一—晶圓樣品尺寸2英寸，4英寸，6英寸可選 一最小線寬— 一拼接精度— 一核心器件——電子槍weaHa●電子槍(electrongun)是發(fā)射、形成和會聚電子束的裝置。電子槍的分類方式包括電場的產生方式(直流或射頻)、電子發(fā)射的機制(熱發(fā)射、光陰極、場致發(fā)射、等離子體源)、聚焦方式(純靜電或使用磁場)、以及電極的數量。電子槍最早用于陰極射線管(CRT)。電子槍由發(fā)生電子的發(fā)射極(陰極)、聚焦電子束的聚焦極、和加速電子的引出極(陽極)三部分組成；電子槍的核心技術和制造難點在于電子源(陰極)和腔體結構設計和加工。電子槍的兩個重要參數是產生的電流大小和電流的穩(wěn)定性。一般情況下，電子槍發(fā)射電子時，束流密度越大，束流能散度越小，發(fā)射亮度越大，則電子槍本征亮度越大，掃描電鏡的分辨力也就越強。·場發(fā)射掃描電鏡的分辨率、亮度等性能指標通常要優(yōu)于熱發(fā)射掃描電鏡，但使用條件往往更為嚴苛、價格更為昂貴。GndAnodeFoou電子源類型束斑直徑溫度室溫亮度1最大束流電流密度能量擴展真空度分辨率分析功能擴展約S1000約S10000約S1000約S10000電子源技術趨勢冷場發(fā)射2022年12月應用材料公司宣布“冷場發(fā)射”(CFE)技術的商業(yè)化，可將納米級圖像分辨率提高50%,成像速度提高10倍。CFEeBeam技術使芯片制造商能夠加速次世代閘極全環(huán)(Gate-All-Around,GAA)邏輯芯片，以及更高密度DRAM和3DNAND閃存的開發(fā)和制造。新技術研發(fā)——CNT、SED目正在研究多種方法，包括將電場集中在特殊形狀的陰極尖端的Spindt方法、使用碳納米管的CNT方法以及SED方法。SED是“表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射器件顯示器”的縮寫。當向具有納米級微小狹縫的薄膜電極(陰極)施加電壓時，該方法利用隧道效應從電極發(fā)射電子。>新興電子束源——半導體光電陰極由名古屋大學創(chuàng)立的初創(chuàng)公司PhotoelectronSoulInc.是全球唯——家成功開發(fā)半導體光電陰極電子束系統(tǒng)的公司。據介紹，在半導體檢測工具中采用該電子束系統(tǒng)可以實現以下優(yōu)勢：1)與現有的電子束系統(tǒng)相比，吞吐量提高10倍或更多；2)透過選擇性照射電子束，實現對晶體管的非接觸測試；3)透過即時控制束劑量，檢測30倍或更高長寬比的深孔底部隱藏的微粒。電子源供應商電子等?！?024年7月，蘇州博眾儀器科技有限公司宣布成功研發(fā)出國際領先水平的熱場發(fā)射電子源。該產品針尖曲率半徑可精準在400~900nm之間，角電流密度達200～500uA/Sr,在200kV高壓下，其亮度可達6.5×10^8~1.5×10^9A/(cm2Sr),在1700～1850K的溫度環(huán)境下穩(wěn)定工作?！て渌麖S家：大束科技Source:郭家美陰生毅張永清，孫萬眾高向陽.電子顯微鏡陰極發(fā)展綜述[J].電子顯微學報.2022(06)核心器件——高壓電源深圳市微納制造產業(yè)促進會SEM是利用高壓電源加速電子束來觀察微觀世界的技術，若加速電壓及偏壓不穩(wěn)定，則電子入射至標本的深度也會不穩(wěn)定，造成成像不清晰。因此，高壓電源的穩(wěn)定性是SEM實現高分辨率的最重要因素之一。海外SEM高壓電源領域在其早期已經積累了相當長時間的研發(fā)經驗和產品迭代?，F今，多家公司已能夠提供適用于SEM的低紋波、高穩(wěn)定性的高壓直流電源?！ぶ饕獜S商有：美國AdvancedEnergy、Spellman;日本松定精密等>中國在精密測量儀器領域的高穩(wěn)定性高壓直流電源的起步較晚，導致該領域的研發(fā)水平>中國在精密測量儀器領域的高穩(wěn)定性高壓直流電源的起步較晚，導致該領域的研發(fā)水平·威思曼高壓電源有限公司作為牽頭承擔單位參與2022年國家重點研發(fā)計劃“基礎科研條件與重大科學儀器設備研發(fā)”重點專項“數字化低紋波高穩(wěn)定度高壓電源”項目。該公司已發(fā)布并銷售多款高壓電源。蘇州博眾儀器科技有限公司推出兩款新產品：“200kV超高穩(wěn)定度直流高壓電源”和“15A高穩(wěn)定度恒流源”。高壓電源穩(wěn)定度優(yōu)于10ppm,恒流源穩(wěn)定度同樣在10ppm,適用于電子束相關設備?！て渌麌鴥葟S商：博雷電氣、泰思曼、博思曼、慧炬科技yFid圖：電子顯微鏡電源示意圖半導體制造和檢測的高通量需求，推動電子束技術由單束向多束發(fā)展。多束檢測系統(tǒng)和多束曝光系統(tǒng)已經商業(yè)化，并形成應用快速擴展之勢。公司推出了高通量多光束掩模直寫曝光機—MBMW-101,成功用于7nm技術節(jié)點的EUV掩模生產。自此掩模寫入技術進入電子束光刻時代。1000”,可同時掃描多個測試晶圓上的九條電子束，于5nm以上節(jié)點。多束電子束系統(tǒng)的核心零部件的光闌和束閘陣列，采用MEMS技術制造，制備工藝復雜，良率低，是限制多束設備發(fā)展的主要原因之一。陰極V吸出極陰極V吸出極準直透鏡一陣列束閘加連通鏡可變光闡聚光鏡偏轉線圈樣品平面糖極進行成像，號稱世界上最快的掃描電子顯微鏡Source:張利新，孫博彤，劉星云，殷伯華，劉俊標，韓立，微型陣列束閘設計與實驗[J].光學精密工程，2024,32(13):2061.微納電子束產業(yè)鏈深圳市微納制造產業(yè)促進會鞋鞋用核心零部件應用市場位移控制平臺電源系統(tǒng)電子光學系統(tǒng)真空系統(tǒng)信號探測與成像原位芯片圖形控制、分析位移控制平臺電源系統(tǒng)電子光學系統(tǒng)真空系統(tǒng)信號探測與成像原位芯片圖形控制、分析樣品桿電子槍物鏡透鏡偏轉器真空泵離子泵閥門高壓電源恒流源分析、圖形發(fā)生薄膜制備量測透射電鏡TEM掃描電鏡SEM薄膜制備量測透射電鏡TEM掃描電鏡SEM電電子束量測檢測設備電子束光刻機EBL電子束增材PBF-EB國儀量子、博眾儀器中圖儀器、伯銳鍶中微公司NanoBeam、NuFlare、JEOL,WaylandAdditive.速普儀器、屹東光學廣州競贏、艾博智業(yè)掛林獅達高校/科研機構實驗室高校/科研機構實驗室微納加工企業(yè)微納加工企業(yè)TSMC、Intel、Samsung、SK海力士、美光科技、UMC、SMIC、華虹、長存、長鑫等各類材料企業(yè)各類材料企業(yè)(鋰電池納米材判)生命科學、醫(yī)藥醫(yī)療檢測服務機構…德方納米、萬華化學、北方稀土、…后市場：維修保養(yǎng)、升級改造、機器搬遷注：非詳盡的清單15目錄01電子束技術總覽02核心器件與產業(yè)錠03產業(yè)發(fā)展格局04國內產業(yè)化現狀05技術產業(yè)化建議發(fā)明發(fā)明產品化商業(yè)化產業(yè)化1897發(fā)現-電子英國物理學家和諾貝爾物理學獎獲得者JosephJohnThomson通過陰極射線發(fā)現并且鑒定了電子。1922商業(yè)化-陰極射線管WestinghouseElectricCorporati1933發(fā)明-電子顯微鏡德國物理學家和諾貝爾物理學獎獲得者ErnstRuska和電氣工程師MaxKnoll使用多個串聯(lián)線圈制造出第一臺透射電子顯微1938商業(yè)化-電子顯微鏡西門子公司推出了第一臺商用電子顯微鏡。1958發(fā)現-電子束光刻美國麻省理工學院科研人員首次使用高能電子輻照在二維平面制備出高分辨率的圖案.1960s研發(fā)-電子束光刻電鏡裝配圖形發(fā)生器的配置已經可以加工微米或亞微米結構，1965商業(yè)化-電子顯微鏡1965年英國劍橋儀器公司生產的第一臺商用掃描電鏡Markl,它用二次電子成像，分辨率達25nm,使SEM進1967商業(yè)化-電子束光刻JEOL開發(fā)了第一臺商用電子束光刻系統(tǒng)JEBX-2B1968發(fā)明-場發(fā)射電子槍MaxKnoll成功研制了場發(fā)射電子槍，并將它應用于SEM,可獲得較高分辨率的透射電子像。冷場發(fā)射電子槍，他使用的儀器已經近似于現代STEM的結1970發(fā)明-拼接技術ThomsonCSF為電子束光刻系統(tǒng)引入了激光干涉定位系統(tǒng)，讓大面積高精度寫場拼接和套刻得以實現單點高斯束電子束光刻系統(tǒng)開始逐漸替代緩慢的光機械圖形發(fā)生器，成為半導體工業(yè)出并實現了目前廣泛應用于產業(yè)界的變形束電子束光刻技術，使得電子束光刻的加工1972商業(yè)化-場發(fā)射技術日立與AlbertCrewe合作開發(fā)并將世界上第一臺場發(fā)射掃描電子顯微鏡商業(yè)化。1985商業(yè)化-半導體領域日立推出用于半導體器件的CD-SEM3S-6000.SEM花了50年的時間才進1990s研發(fā)-多束平行電子束系統(tǒng)貝爾實驗室、IBM公司和尼康公司共同合作研發(fā)2種基于掩模加工的多束平行電子束系統(tǒng)，即PREVAIL與SCALPEL.1998商業(yè)化-半導體領域AMAT商業(yè)化第一個reviewSEM,AMATSEMVision.1999商業(yè)化-半導體領域KLA-Tencor推出了第一個reviewSEM,eS20。電子顯微鏡行業(yè)進入巨2002商業(yè)化-電子束光刻東芝機械株式會社半導體設備部開發(fā)并商業(yè)化了用于90納米(電路線)設計規(guī)則的EBM-42003商業(yè)化-電子束光刻尼康向Selete交付了第一臺基于PREVAIL技術的2014商業(yè)化多束掃描電子顯微鏡ZEISS發(fā)布第一臺商用多光束掃2016商業(yè)化-多束掩膜直寫IMSNanofabricationAG發(fā)布世界2024商業(yè)化-多柱電子束光刻Multibeam推出半導體行業(yè)首款用于批量生產的多柱電子束光刻(MEBL)系統(tǒng)。市場市場工工業(yè)商業(yè)化科科研市場格局——電子顯微鏡深圳市微納制造產業(yè)促進會>根據GrandViewResearch,Inc.基數矩陣中呈現的分析，賽默飛世爾科技公司是電子顯微鏡市場的先驅，AdvantestCorporation、CarlZeissAG、BrukerCorporation等公司是電子顯微鏡市場的一些關鍵創(chuàng)新者。>透射電子顯微鏡領域主要由ThermoScientific、JEOL、HITACHI等公司主導，三家企業(yè)在全球市場份額占比超97%。市場格局——電子束檢測設備深圳市微納制造產業(yè)促進會wsed自IC晶圓制造誕生以來，光束一直是半導體晶圓檢測的記錄和主力。然而，電子束由于其更高的分辨率(盡管其性能較慢)開始在全球電子束檢測設備市場集中度較高，歐美、日本企業(yè)處于壟斷地位。根據VLSI數據統(tǒng)計，2023年全球半導體量檢測設備行業(yè)CR5超過84%,主要包括KLA、應用材料、日立等，其中KLA市占率高達55.8%。電子束檢測設備方面，根據應用材料統(tǒng)計，2021年應用材料、日立、阿斯麥、KLA等企業(yè)市占率分別為50%、28%、15%、6%。凈利澗公司電子束檢測設備(2021)量檢測設備(2020)美國日立日本阿斯麥荷蘭美國Source:半導體前道量檢測設備行業(yè)報告-國海證券-2024年06月25日19市場格局——電子束光刻深圳市微納制造產業(yè)促進會電子束光刻設備根據所使用的電子束技術主要分為高斯束、變形束和多束電子束，其中高斯束設備相對門檻較低，能夠靈活曝光任意圖形，被廣泛應用于基礎科學研究中，而變形束和多束電子束則主要服務于工業(yè)界的掩模制備中。NuFlare是單光束光罩刻寫機市場的領導者，2022年，IMS的多束掩模直寫設備市場份額約占90%?！?016年，奧地利公司IMSNanofabrication推出了首款高通量多光束掩模直寫曝光機MBMW-101,成功用于7nm技術節(jié)點的EUV掩模生產。自此掩模寫入技術進入電子束光刻時代?！?021年，日本NuFlareTechnology向業(yè)界發(fā)布了應用于3nm節(jié)點的多光束掩模直寫曝光機MBM-2000?！こ闪⒂?000年的荷蘭公司MapperLithography曾是多電子束光刻的先驅，2018年12月破產后被ASML收購。高斯束■引入激光干涉儀■高頻(100MHz)高斯束■引入激光干涉儀■高頻(100MHz)圖：電子束光刻設備的發(fā)展歷程與等效電子束束斑數量的關系■高束流密度■特征/單元投影■可變成形束寫入精度自動化程度■熱場發(fā)射高壓(100kV)復雜圖形寫入速度固定成形束變形束實物圖片束流密度八A-om)電子束數量電子束點陣尺寸5一1片A(12im)412M施模(100×130m)一一-10M隨欖(100×130)二表：3家多束電子束光刻公司設備參數行業(yè)巨頭發(fā)展戰(zhàn)略—ThermoFisherScientificInc.(賽默飛)是全球分析儀器的領導者，在公司的長期發(fā)展過程中，公司通過外延并購的方式持續(xù)擴大業(yè)務范圍和優(yōu)化產業(yè)鏈，逐步拓展形成了生命科學、專業(yè)診斷、分析儀器、實驗室產品與服務四大業(yè)務板塊。賽默飛的發(fā)展就是一部并購史，這些并購交易不僅進一步壯大了賽默飛的產業(yè)規(guī)模，也為其帶來了穩(wěn)定的營收與市值增長?！?023年10月，賽默飛推出基于電子束技術的故障分析解決方案，用于對先進的半導體邏輯技術進行精確的故障定位。·2023年，賽默飛全年收入428.6億美元，下降5%,全年凈利潤同比下降14%至59.5億美元。而其分析儀器業(yè)務全年收入72.63億美元，占收入16.9%,較上年66.24億美元增長9.6%。該部門的強勁增長主要得益于電子顯微鏡業(yè)務?！?016年5月27日，該公司宣布將以42億美元收購電子顯微鏡制造商FEI公司。此次收購促進賽默飛分析儀器業(yè)務集團的增長。收購完成后，ThermoFisher將FEI的高分辨率SEM和TEM整合到自身產品線中，進一步擴展了其在半導體和納米科技領域的業(yè)務。這一舉措使ThermoFisher能夠為半導體行業(yè)提供更全面的分析和檢測解決方案，用于缺陷檢測、工藝監(jiān)控和故障分析等關鍵環(huán)節(jié)。FEI收購PHIUPS電子顯微鏡部門世界首臺商業(yè)電鏡FE收購Notablemomentsinsoa7深圳市微納制造產業(yè)促進會日本電子株式會社(JEOLLtd.簡稱JEOL)是世界頂級的科學儀器生產制造商。JEOL以電子顯微鏡為起點，七十多年來在該領域不斷深耕細作，其產品在全球都有著很高的影響力。尤其是作為目前世界上的主要透射電鏡供應商之一，JEOL在以球差電鏡為代表的高分辨電鏡領域引領著技術發(fā)展的潮流。集團公司的業(yè)務包括三個部分：科學/計量儀器、工業(yè)設備以及醫(yī)療器械。在2019年，JEOL成立70周年之際，宣布新的增長愿景—Evolvinginthe70thYear。主要的舉措是改進核心技術，積極進入增長市場，并提供全面的解決方案。JEOL不斷精進其電子技術技術，拓展產品領域。電子束技術主要產品包括電子束光刻系統(tǒng)、大功率電子束源和電源、沉積電子束源和沉積電源、電子束金屬3D打印機等。2023年，由于對功率半導體的需求，特別是在中國，傳統(tǒng)節(jié)點的單光束掩模寫入器繼續(xù)表現良好。JBX-A91965:DGdonMoorepulshIndustrlalequipment30printing··圖：JEOL點束電子束光刻系統(tǒng)的發(fā)展歷史圖：JEOL集團業(yè)務自1939年以來,日立開發(fā)和生產了各種電子顯微鏡,包括獨特的臺式和超高壓電子顯微鏡以及SEM、TEM和FIB。日立高科技株式會社成立于2001年，由日立的儀器儀表集團和半導體制造設備集團與經營高科技產品的貿易公司日精產業(yè)株式會社合并而成。日立高新主要提供電子顯微鏡、全自動生化分析儀、通用分析儀器、半導體元器件檢測設備等尖端技術產品。日立的目標是在四個業(yè)務領域內打造全球領先的業(yè)務:“納米技術解決方案”、“分析解決方案”、“核心技術解決方案”和“價值鏈解決方案”?！凹{米技術解決方案”是鞏固和強化電子束技術的業(yè)務領域,涉及半導體制造中必不可少的電子顯微鏡等檢測設備。アナリテイカルソリューション八2分7·分費生化學·角疫分析器圓、核體核查自勤化529△.字1-能筑泳勤》-7>分0檢葉·裂造·版殼I9>7貓置.計測裝圍·樓查裝溫四八Uュ-チェーンソリューション電子■的說，光度針、寶光X銀分析滋皿.熟分析品器，液體如574E險計·黏適-版殼2ImspiretheN半淋體分料測る分析する高速液體707157見る分析油圖：日立高新最新技術信息和研究基礎戰(zhàn)略圖:日立高新的核心技術“觀察、測量、行業(yè)巨頭發(fā)展戰(zhàn)略——深圳市微納制造產業(yè)促進會(一家從事掃描電子顯微鏡和電子束光刻研發(fā)的美國公司),及與ASML合資2007年2007年，KLA-Tencor開發(fā)“反射式電子束光刻REBL”技術。該技術最初由DARPA資助，投入了超過1億美元入更多研發(fā)資金。16.4鍋Souree:Theinfomatisehiework(www.theinformati圖2020年前五大設備公司的市場份額圖2013年正在平行開展的電子束光刻系統(tǒng)研發(fā)項目行業(yè)巨頭發(fā)展戰(zhàn)略——電子束檢測設備領域激戰(zhàn)正酣宣布推出用于先進邏輯和內存芯片制造的革命性eSL10'"電子束圖案晶圓缺陷檢測系統(tǒng)。技術的商業(yè)化，并發(fā)布兩款基于CFE技術的缺陷檢查和檢測系統(tǒng)?！杉夜径荚诶盟惴ê腿斯ぶ悄芗夹g與電子束分辨率優(yōu)勢結合，提升效率。同a地[nm]OPWHighestmEB/ReglonSmallPixelEBI·目錄01電子束技術總覽03產業(yè)發(fā)展格局04國內產業(yè)化現狀05技術產業(yè)化建議國內電子顯微鏡行業(yè)發(fā)展歷程深圳市微納制造產業(yè)促進會>1959-1965年：自行設計研制，達到國際先進水平·1959年，王大珩領導，姚駿恩、黃蘭友等人研制成功了我國第一臺自行設計的透射電子顯微鏡(XD-100型),分辨本領優(yōu)于2.5nm、加速電壓100kV、放大倍數達10萬倍以上?！?965年，中國科學院北京科儀廠和長春光機所共同研制的DX-2大型透射電子顯微鏡第一臺樣機調試后，由中國科學院組織鑒定并認>1975-1983年：重新自主設計研制>1983-2000年：技術引進消化·1983年，中科儀器廠從美國Amray公司引進微機控制、分辨本領6nm,功能齊全的Amray-1000B型SEM生產技術。經過2年多的技>2000-2015年：自主研發(fā)放緩，國外廠商壟斷市場·20世紀80年代以前，我國生產的電子顯微鏡數量與進口的數量相當。進入20世紀90年代，國內對電子顯微鏡的需求大增，國外企業(yè)Source:謝書堪.2012:中國透射式電子顯微鏡發(fā)展的歷程，物理，41(6):401-406.自力更生，電子束設備國產化商業(yè)化隨著加入WTO,我國經濟和科技快速發(fā)展，科研類需求帶動電子顯微鏡市場發(fā)展，然而電子顯微鏡市場幾乎被國外廠商壟斷，存在“卡脖子”風險；尤其是2018年以來，美國在基礎技術和新興技術方面對中國嚴防死守，高端電子顯微鏡、電子束曝光設備和先進光刻機一樣，受到嚴格管制。自主研制電子束技術儀器設備成為打破國外壟斷，成為實現自主可控技術體系重要一環(huán)?！?015年，電子束檢測設備國際領軍企業(yè)HermesMicrovision,Inc.(HMI,2016年被ASML收購)聯(lián)合創(chuàng)始人、著名工業(yè)電子顯微鏡專家陳仲瑋博士出資成立聚束科技(北京)有限公司，研發(fā)生產高通量掃描電子顯微鏡。該公司于2017年發(fā)布的Navigator-100型高通量場發(fā)射掃描電子顯微鏡多項指標超過國際廠商同類產品?？梢哉f，聚束科技的成立標志著電子束設備新一輪國產化和商業(yè)化開啟?！?016年以后，陸續(xù)成立了多家企業(yè)，從事電子顯微鏡研發(fā)生產。國內科研團隊、海歸專家、企業(yè)工程師等各類人才一起掀起電子顯微鏡國產化浪潮，國產廠商不斷實現技術突破。表：國產電子束顯微鏡、曝光機企業(yè)成立年表成立時間2000年…聚束科技澤攸科技惠然科技國儀量子大束科技金竟科技博眾儀器掃描電鏡√√√√√√√透射電鏡√√√√電子束曝光√√√熱場發(fā)射電子源電子槍、電子源、高壓電源自上而下推動電子測量儀器(電子顯微鏡)加快國產替代進程法律法規(guī)及政策發(fā)布時間發(fā)布單位相關主要內容2016年國務院2016年中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會2017年工信部2020年科技部、國家發(fā)改委等化和產業(yè)化研究，推動高端科學儀器設備產業(yè)快速發(fā)展.“十四五”規(guī)劃2021年明確提出要“加強高端科研儀器設備研發(fā)制造購應當率先購買，進一步推動電子測量儀器行業(yè)的國產化進程。國家重點研發(fā)計劃“基礎科研條件與重大科學儀器設備研發(fā)”重點專項2021年科技部2021年中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會業(yè)在高端產品的明顯短板。2023年國家發(fā)改委鼓勵：各工業(yè)領域用高端在線檢驗檢測儀器設備、航空航天儀器儀表電子、智能檢測《關于計量促進儀器儀表產業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》市場監(jiān)管總局到2035年，國產儀器儀表的計量性能和技術指標達到國際先進水平，部分國產儀器儀表的計量性能和技設計能力的儀器儀表創(chuàng)新企業(yè)。2023年推動電子材料、電子專用設備和電子測量儀器技術攻關，研究建立電子材料產業(yè)創(chuàng)新公國務院國務院推動符合條件的高校、職業(yè)院校(含技工院校)更新置換先進教學及科研技期困擾傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級的產業(yè)基礎、重大技術裝備“卡脖子”難題，積極開展發(fā)布時間產品企業(yè)概要2024年8月多通道高速探測器東方晶源率先實現國產EOS在高端量測檢測領域的應用，助力產品性能實現進一步攀為國產電子束量測檢測技術的發(fā)展進一步夯實了基礎。2024年1月慧炬科技鏡整機產品的能力。2023年12月博眾儀器博眾儀器自主研發(fā)的200kV透射電子顯微鏡BZ-F200已經進入了小批試產階段，標志著國產首臺200kV透射電子顯微鏡取得重大突2023年12月拉曼集成掃描電子顯微鏡惠然科技發(fā)布首臺國產"拉曼集成掃描電子顯微鏡F6000-RS"。2023年10月高分辨率熱場發(fā)射掃描電鏡屹東光學發(fā)布第一款高分辨率熱場發(fā)射掃描電鏡產品"YF-1801"。該產品分辨率為1nm,集高分辨率、易用性、可拓展性等多項特點于一體。2023年6月中大型掃描電鏡量產納克微束納克微束成功交付兩臺中大型顯微鏡產品FE-1050、Horizon2000已具備一定的量產能2022年6月電子束量測檢測設備東方晶源東方晶源旗下電子束缺陷檢測(EBI)和關鍵尺寸量測(CD-SEM)兩臺設備已順利交付2020年12月半導體電子束檢測設備上海精測上海精測半導體宣布推出首款半導體電子束檢測設備：eViewTM全自動晶圓缺陷復查設高分辨率復查、分析和分類，滿足10xnm集成電路工藝制程的需求。2017年12月聚束科技臺NeuroSEM-100正式下線并交付客戶一中科院自動化研究所。國內電子束光刻設備商業(yè)化初顯深圳市微納制造產業(yè)促進會國內關于電子束光刻設備的研發(fā)主要集中在20世紀70年代到21世紀初，在2000年后電子束光刻設備研發(fā)熱度逐漸降低甚至一度擱置。早期從事和引導電子束光刻設備研發(fā)的單位主要有中國科學院電工研究所、中國電子科技集團有限公司第四十八研究所、哈爾濱工業(yè)大學和山東大學等。由于國外禁售和市場需求，國內電子束光刻機研發(fā)重新提升日程，近年來多個科研和企業(yè)團隊開發(fā)出功能樣機，如金竟科技和澤攸科技，以及由德國歸國團隊成立的百及納米科技(上海)有限公司，推出了獨特的探針電子束光刻機?？傮w而言，國內電子束光刻(EBL)技術處于商業(yè)化起步階段，與國外技術水平差距很大。對比先進光刻工藝DUV和EUV,由于EBL結構和供應鏈相對簡單，所以國內EBL技術追趕相對容易。金竟科技●北京金竟科技有限責任公司(簡稱“金竟科技”)成立于2018年12月，專注于電子束曝光系統(tǒng)、陰極熒光檢測系統(tǒng)、超低溫冷臺、圖形發(fā)生器等高精尖微納制造設備的研發(fā)和生產。公司創(chuàng)始人俞大鵬院士是電子顯微學，量子科學領域著名科學家，承擔廣東省重點領域研發(fā)計劃電子束曝·金竟科技團隊2021年開發(fā)出電子束曝光功能樣機，2022年發(fā)布電子束●澤攸科技成立于2016年，專注于掃描電鏡、原位測量系統(tǒng)、臺階儀、探·2024年1月，澤攸科技聯(lián)合松山湖材料實驗室基于自主研制的掃描電鏡國內電子束技術產業(yè)化生態(tài)，如雨后春筍對應的也是主要儀器和設備的需求領域。程度上加速了技術交流與融合?？珙I域交流合作促進了產品研發(fā)和解決方案發(fā)展。工藝發(fā)展推動了電子束檢測設備的商業(yè)化；納米技術在電子、材料科學和醫(yī)療保健行業(yè)中的應用不斷擴大，推動了對先進成像技術的需求；微納制造和納米材料的研發(fā)和制造需求將是電子束成像和加工技術的重要增長推動力。政策支持和市場需求，帶動了本領域的資本投資，早期科研項目資金和風險投資為技術商業(yè)化注入活水，近幾年成立的企業(yè)融資通道都比較順暢，投資規(guī)模隨著企業(yè)產品研發(fā)和市場銷售情況逐漸放大?？崎_微機電成像電子束加工Bio-eBeam儀器半導體納克微束上海精測半導體◎澤攸科技金竟科技目錄01電子束技術總覽03產業(yè)發(fā)展格局04國內產業(yè)化現狀05技術產業(yè)化建議優(yōu)勢>我國科技大發(fā)展產業(yè)政策、產業(yè)基金支持機會國產替代、設備更新本土維修、檢測服務市場微納技術成果轉化需求、應用市場快速發(fā)展深圳市微納制造產業(yè)促進會劣勢技術研發(fā)落后，核心零部件缺失外企壟斷市場，國內