2024年电子束技术产业化调研报告（简版）-微纳制造产业促进会

微纳制造技术/专利产业化调研系列报告微纳制造技术/专利产业化调研系列报告电子束技术产业化调研报告ShenzhnMicro-NanoManufacturingindustyPromo2024年12月前言当制造精度进入10nm以下级别时，电子束技术因其分辨率优势，在检测和加工应用上逐渐扩大规模。电子束技术的研发及典型产品电子显微镜、电子束光刻机领域，基本上由美日欧企业垄断，我国正在追赶。近年国内涌现了一批电子束焊接、增材制造、医疗加速器、核能等领域都有深入应用。作为“微纳制造”行业组织，应用，因此低能量(束流在nA级)、高分辨率(束斑直径为nm级)的电子束技术是本报告的研究对象，对应的应用主要口关注的问题·电子束技术在微纳制造领域的研发和应用趋势·电子显微镜、电子束光刻设备全球发展格局·国内电子束技术产业化发展现状·技术商业化的难点、行业需求目录01电子束技术总览02核心器件与产业链03产业发展格局04国内产业化现状05技术产业化建议投影光刻电子束光刻投影光刻电子束光刻分辨率光束==》电子束——开启原子制造时代的钥匙深圳市微纳制造产业促进会电性十微纳米尺度的物质线L线L可2族宝102性速90米光学显微镜电子显微镜◆检测领域的显微镜一般地，固定波长的光学显微镜分辨极限(Abbe'sdiffractionlimit),是光线波长的一半，可见光波长400~760nm之间，所以光学显微镜的分辨极限就是200nm(0.2μm)。>一般高端透射电子显微镜的分辨率可达0.2nm。◆光刻应用>根据RayleighCriterion,光436nm缩小约30倍，达到13.5nm(极紫外光),对应节点从μm级升级到最先进的3nm。电子的物质波波长是0.12nm。电子束(e-beam)曝光是利用某些高分子聚合物对电子敏感而成像检测光学显微镜电子显微镜微纳加工投影光刻电子束光刻13.5nm(极紫外光EUV)0.12nm(100KV电压下)>显微镜打开了通往未知世界的大门，而电子显微镜和电子束光刻，是观测和制造进入纳米级原子制造时代的钥匙。电子束技术基本原理及应用深圳市微纳制造产业促进会是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压加速电场作用下被加速至很高的速度，经透镜会聚作用后，形成密集的高速电子流。●电子束技术广泛用于科研、材料、加工和医学治疗，典型应用产品有显像管、示波器、电子显微镜、电子束光刻、电子束蒸发镀膜、电子束焊接、同步加速器辐射等等。●电子束共性技术主要包括电子束的产生技术，如热电子发射、场致发射等；电子束聚焦技术，利用电磁透镜使电子束汇聚成细束；电子束的偏转技术，借助电场或磁场改变电子束方向；电子束的加速技术，给予电子足够的动能；还有电子束的束流控制技术，精确调控束流的强度、稳定性等。●控制电子束能量密度的大小和能量注入时间，就可以达到不同的加工目的：elrradiatione图：电子束的工业应用。电子束辐照用于许多行业，包括汽车、纺织、电线电缆、医疗等，用于改善材料特性、增加功能、固化涂层和材料灭菌。4电子束的微纳级应用——电子显微镜●电子束成像电子束照射到样品表面，●电子束成像电子束照射到样品表面，电子就会与样品的一部分发生相互作用，发生弹性散射和非弹性散射，从而产生大量信号，这些可用于成像用于成像和半定量分析的典型信号包括：俄歇电子、二次电子、背散射电·扫描电子显微镜(SEM)使用一组特定的线圈以光栅样式扫描样品并收集散射的电子。·透射电子显微镜(TEM)使用透射电子，收集透过样品的电子。opticalmiorosc0pe-00wgoroeQliectronScanningPCgr-gnificationratio电子束pinaryAn连续X射线二次电子筒散制电子俄歌电子E样品扫描电镜SEM透射电镜TEM任何厚度高达100-200万超过500万<50pm(市面上最高端型号)示图像用CCD在荧光屏或PC屏幕上直接成像样品制备较易，易于使用样品制备复杂，需要培训电子束的微纳级应用——电子束光刻深圳市微纳制造产业促进会●电子束光刻(Electron-beamlithography,EBL)又称电子束曝光，是一种通过扫描聚焦电子束在覆盖有电子敏感膜(称为光刻胶)的表面●电子束光刻系统具有多种应用，是获得纳米级图案的重要工具。电子束光刻技术广泛应用于新材料(如超材料、表面工程)、前沿物理(如超导、量子现象)、仿生学(功能表面)、光子学(微纳光学、波导、光子晶体)、生物学(DNA分析、纳米流体学)、微电子学等研究领域。近年来，随着技术市场的发展，电子束光刻技术也开始应用于三维结构光学器件的制造、光子芯片的制造、高功率芯片的制造以及传统图：典型的电子束光刻设备架构Development图：简化的电子束光刻工艺流程·EBL技术是从SEM发展而来的，典型的EBL系统与SEM非常相似。因此，可以选择合适的扫描电镜(SEM),并将其与电子precisionstage)和EBL控制软件组装成EBL系统。如下图所示。·SEM和EBL乏间的主要区别在于，在EBL中，光束根据来自图案生成器的指令扫描到样品上，而在SEM中，光束在样品上进行光栅扫描以收集二次电子形成图像。分辨率Resolution5-10nm光束偏转频率曝光写场尺寸场拼接精度varies-lowmagforlarg形状重叠necessarynotne曝光剂量deflectiongain/rotat对准Alignment电子枪聚光镜电子枪准直系统快门/束闸口变焦透镜消像散器限制膜孔投影透镜背散射电子探测器工作台口Source:Electron-BeamLithographyTraining-YaleUniversity,/electron-beam-ithography-t电子束检测设备VS.电子显微镜深圳市微纳制造产业促进会●电子束缺陷检查设备EBI(E-BeamInspection)是专门用于快速分析半导体晶圆缺陷的专用设备。EBI设备源自于SEM,电子束检测设备EBI与扫描电子显微镜SEM在半导体检测领域各有侧重，但又相互关联、相互补充。●几十年来电子显微镜技术的发展，从关注降低成像分辨率转向关注提高生产力和获取更高质量、更可重复的数据，特别是对于半导体应用。图：常规SEM物镜(上)与EBI半浸没物镜(下)示意图对比easeofuse0Easeofuse2010pscrU7目录01电子束技术总览02核心器件与产业链03产业发展格局04国内产业化现状05技术产业化建议微纳电子束系统结构(电子显微镜、电子束光刻设备)深圳市微纳制造产业促进会●●电子光学系统：由电子枪、电磁透镜、静以操纵光束电流、直径和发散度，最终影●高精度平台控制系统：控制被检测/加工样品(基片)的高精度移动。它由用于支撑仪系统(电子束光刻专用)、容纳工作台图：典型扫描电子显微镜结构高压电源阳级光间一光间—第一里光磷成。高压电源的稳定性是实现稳定电子束，实现SEM电子信号探测与成像系统(电镜):电镜需要各种信号收集和处理系统，用于区分和采集二次电子和背散射电子，并将SE、BSE产电子来光电结增管信号检放大显示系统及电系统真空系境第二酸光辆酒器线电子他m●真空系统：电镜和电子束光刻对真空度要求非常高，这是因为在真空环境下，可以有效地避免电子束与气体分子发生碰撞，从而保持电子束的稳定性和●真空系统：电镜和电子束光刻对真空度要求非常高，这是因为在真空环境下，可以有效地避免电子束与气体分子发生碰撞，从而保持电子束的稳定性和样品的表面清晰度。典型的SEM工作室真空要求在10^-4至10^-8帕范围内，这通常由机械泵和离子泵等真空系统来实现。备图形发生器可搭建成为实验室级电子束曝光设备，进行微纳器件制备工作。深圳市微纳制造产业促进会·对比扫描电镜、电子束光刻，以及非微纳级的电子束增材制造设备的主要参数，可以了解不同应用场景对电子束系统核心器件的要求。口三次电子探测板工件口三次电子探测板工件基板升降台对中线圈消像散线圈辅助聚焦线圈偏转线圈粉料仓控制器功放上机粑子图：电子束增材制造设备结构示意图应用高精度掩模版等纳米结构器件纳米级超高分辨率检测高价值金属部件制造电子枪/阴极类型肖特基热场发射肖特基热场发射电子加速电压电子束流最小束斑直径0.7nm(分辨率)束流漂移 一—图形发生器扫描频率——曝光写场尺寸 一—晶圆样品尺寸2英寸，4英寸，6英寸可选 一最小线宽— 一拼接精度— 一核心器件——电子枪weaHa●电子枪(electrongun)是发射、形成和会聚电子束的装置。电子枪的分类方式包括电场的产生方式(直流或射频)、电子发射的机制(热发射、光阴极、场致发射、等离子体源)、聚焦方式(纯静电或使用磁场)、以及电极的数量。电子枪最早用于阴极射线管(CRT)。电子枪由发生电子的发射极(阴极)、聚焦电子束的聚焦极、和加速电子的引出极(阳极)三部分组成；电子枪的核心技术和制造难点在于电子源(阴极)和腔体结构设计和加工。电子枪的两个重要参数是产生的电流大小和电流的稳定性。一般情况下，电子枪发射电子时，束流密度越大，束流能散度越小，发射亮度越大，则电子枪本征亮度越大，扫描电镜的分辨力也就越强。·场发射扫描电镜的分辨率、亮度等性能指标通常要优于热发射扫描电镜，但使用条件往往更为严苛、价格更为昂贵。GndAnodeFoou电子源类型束斑直径温度室温亮度1最大束流电流密度能量扩展真空度分辨率分析功能扩展约S1000约S10000约S1000约S10000电子源技术趋势冷场发射2022年12月应用材料公司宣布“冷场发射”(CFE)技术的商业化，可将纳米级图像分辨率提高50%,成像速度提高10倍。CFEeBeam技术使芯片制造商能够加速次世代闸极全环(Gate-All-Around,GAA)逻辑芯片，以及更高密度DRAM和3DNAND闪存的开发和制造。新技术研发——CNT、SED目正在研究多种方法，包括将电场集中在特殊形状的阴极尖端的Spindt方法、使用碳纳米管的CNT方法以及SED方法。SED是“表面传导电子发射器件显示器”的缩写。当向具有纳米级微小狭缝的薄膜电极(阴极)施加电压时，该方法利用隧道效应从电极发射电子。>新兴电子束源——半导体光电阴极由名古屋大学创立的初创公司PhotoelectronSoulInc.是全球唯——家成功开发半导体光电阴极电子束系统的公司。据介绍，在半导体检测工具中采用该电子束系统可以实现以下优势：1)与现有的电子束系统相比，吞吐量提高10倍或更多；2)透过选择性照射电子束，实现对晶体管的非接触测试；3)透过即时控制束剂量，检测30倍或更高长宽比的深孔底部隐藏的微粒。电子源供应商电子等。·2024年7月，苏州博众仪器科技有限公司宣布成功研发出国际领先水平的热场发射电子源。该产品针尖曲率半径可精准在400~900nm之间，角电流密度达200～500uA/Sr,在200kV高压下，其亮度可达6.5×10^8~1.5×10^9A/(cm²Sr),在1700～1850K的温度环境下稳定工作。·其他厂家：大束科技Source:郭家美阴生毅张永清，孙万众高向阳.电子显微镜阴极发展综述[J].电子显微学报.2022(06)核心器件——高压电源深圳市微纳制造产业促进会SEM是利用高压电源加速电子束来观察微观世界的技术，若加速电压及偏压不稳定，则电子入射至标本的深度也会不稳定，造成成像不清晰。因此，高压电源的稳定性是SEM实现高分辨率的最重要因素之一。海外SEM高压电源领域在其早期已经积累了相当长时间的研发经验和产品迭代。现今，多家公司已能够提供适用于SEM的低纹波、高稳定性的高压直流电源。·主要厂商有：美国AdvancedEnergy、Spellman;日本松定精密等>中国在精密测量仪器领域的高稳定性高压直流电源的起步较晚，导致该领域的研发水平>中国在精密测量仪器领域的高稳定性高压直流电源的起步较晚，导致该领域的研发水平·威思曼高压电源有限公司作为牵头承担单位参与2022年国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项“数字化低纹波高稳定度高压电源”项目。该公司已发布并销售多款高压电源。苏州博众仪器科技有限公司推出两款新产品：“200kV超高稳定度直流高压电源”和“15A高稳定度恒流源”。高压电源稳定度优于10ppm,恒流源稳定度同样在10ppm,适用于电子束相关设备。·其他国内厂商：博雷电气、泰思曼、博思曼、慧炬科技yFid图：电子显微镜电源示意图半导体制造和检测的高通量需求，推动电子束技术由单束向多束发展。多束检测系统和多束曝光系统已经商业化，并形成应用快速扩展之势。公司推出了高通量多光束掩模直写曝光机—MBMW-101,成功用于7nm技术节点的EUV掩模生产。自此掩模写入技术进入电子束光刻时代。1000”,可同时扫描多个测试晶圆上的九条电子束，于5nm以上节点。多束电子束系统的核心零部件的光阑和束闸阵列，采用MEMS技术制造，制备工艺复杂，良率低，是限制多束设备发展的主要原因之一。阴极V吸出极阴极V吸出极准直透镜一阵列束闸加连通镜可变光阐聚光镜偏转线圈样品平面糖极进行成像，号称世界上最快的扫描电子显微镜Source:张利新，孙博彤，刘星云，殷伯华，刘俊标，韩立，微型阵列束闸设计与实验[J].光学精密工程，2024,32(13):2061.微纳电子束产业链深圳市微纳制造产业促进会鞋鞋用核心零部件应用市场位移控制平台电源系统电子光学系统真空系统信号探测与成像原位芯片图形控制、分析位移控制平台电源系统电子光学系统真空系统信号探测与成像原位芯片图形控制、分析样品杆电子枪物镜透镜偏转器真空泵离子泵阀门高压电源恒流源分析、图形发生薄膜制备量测透射电镜TEM扫描电镜SEM薄膜制备量测透射电镜TEM扫描电镜SEM电电子束量测检测设备电子束光刻机EBL电子束增材PBF-EB国仪量子、博众仪器中图仪器、伯锐锶中微公司NanoBeam、NuFlare、JEOL,WaylandAdditive.速普仪器、屹东光学广州竞赢、艾博智业挂林狮达高校/科研机构实验室高校/科研机构实验室微纳加工企业微纳加工企业TSMC、Intel、Samsung、SK海力士、美光科技、UMC、SMIC、华虹、长存、长鑫等各类材料企业各类材料企业(锂电池纳米材判)生命科学、医药医疗检测服务机构…德方纳米、万华化学、北方稀土、…后市场：维修保养、升级改造、机器搬迁注：非详尽的清单15目录01电子束技术总览02核心器件与产业锭03产业发展格局04国内产业化现状05技术产业化建议发明发明产品化商业化产业化1897发现-电子英国物理学家和诺贝尔物理学奖获得者JosephJohnThomson通过阴极射线发现并且鉴定了电子。1922商业化-阴极射线管WestinghouseElectricCorporati1933发明-电子显微镜德国物理学家和诺贝尔物理学奖获得者ErnstRuska和电气工程师MaxKnoll使用多个串联线圈制造出第一台透射电子显微1938商业化-电子显微镜西门子公司推出了第一台商用电子显微镜。1958发现-电子束光刻美国麻省理工学院科研人员首次使用高能电子辐照在二维平面制备出高分辨率的图案.1960s研发-电子束光刻电镜装配图形发生器的配置已经可以加工微米或亚微米结构，1965商业化-电子显微镜1965年英国剑桥仪器公司生产的第一台商用扫描电镜Markl,它用二次电子成像，分辨率达25nm,使SEM进1967商业化-电子束光刻JEOL开发了第一台商用电子束光刻系统JEBX-2B1968发明-场发射电子枪MaxKnoll成功研制了场发射电子枪，并将它应用于SEM,可获得较高分辨率的透射电子像。冷场发射电子枪，他使用的仪器已经近似于现代STEM的结1970发明-拼接技术ThomsonCSF为电子束光刻系统引入了激光干涉定位系统，让大面积高精度写场拼接和套刻得以实现单点高斯束电子束光刻系统开始逐渐替代缓慢的光机械图形发生器，成为半导体工业出并实现了目前广泛应用于产业界的变形束电子束光刻技术，使得电子束光刻的加工1972商业化-场发射技术日立与AlbertCrewe合作开发并将世界上第一台场发射扫描电子显微镜商业化。1985商业化-半导体领域日立推出用于半导体器件的CD-SEM3S-6000.SEM花了50年的时间才进1990s研发-多束平行电子束系统贝尔实验室、IBM公司和尼康公司共同合作研发2种基于掩模加工的多束平行电子束系统，即PREVAIL与SCALPEL.1998商业化-半导体领域AMAT商业化第一个reviewSEM,AMATSEMVision.1999商业化-半导体领域KLA-Tencor推出了第一个reviewSEM,eS20。电子显微镜行业进入巨2002商业化-电子束光刻东芝机械株式会社半导体设备部开发并商业化了用于90纳米(电路线)设计规则的EBM-42003商业化-电子束光刻尼康向Selete交付了第一台基于PREVAIL技术的2014商业化多束扫描电子显微镜ZEISS发布第一台商用多光束扫2016商业化-多束掩膜直写IMSNanofabricationAG发布世界2024商业化-多柱电子束光刻Multibeam推出半导体行业首款用于批量生产的多柱电子束光刻(MEBL)系统。市场市场工工业商业化科科研市场格局——电子显微镜深圳市微纳制造产业促进会>根据GrandViewResearch,Inc.基数矩阵中呈现的分析，赛默飞世尔科技公司是电子显微镜市场的先驱，AdvantestCorporation、CarlZeissAG、BrukerCorporation等公司是电子显微镜市场的一些关键创新者。>透射电子显微镜领域主要由ThermoScientific、JEOL、HITACHI等公司主导，三家企业在全球市场份额占比超97%。市场格局——电子束检测设备深圳市微纳制造产业促进会wsed自IC晶圆制造诞生以来，光束一直是半导体晶圆检测的记录和主力。然而，电子束由于其更高的分辨率(尽管其性能较慢)开始在全球电子束检测设备市场集中度较高，欧美、日本企业处于垄断地位。根据VLSI数据统计，2023年全球半导体量检测设备行业CR5超过84%,主要包括KLA、应用材料、日立等，其中KLA市占率高达55.8%。电子束检测设备方面，根据应用材料统计，2021年应用材料、日立、阿斯麦、KLA等企业市占率分别为50%、28%、15%、6%。净利涧公司电子束检测设备(2021)量检测设备(2020)美国日立日本阿斯麦荷兰美国Source:半导体前道量检测设备行业报告-国海证券-2024年06月25日19市场格局——电子束光刻深圳市微纳制造产业促进会电子束光刻设备根据所使用的电子束技术主要分为高斯束、变形束和多束电子束，其中高斯束设备相对门槛较低，能够灵活曝光任意图形，被广泛应用于基础科学研究中，而变形束和多束电子束则主要服务于工业界的掩模制备中。NuFlare是单光束光罩刻写机市场的领导者，2022年，IMS的多束掩模直写设备市场份额约占90%。·2016年，奥地利公司IMSNanofabrication推出了首款高通量多光束掩模直写曝光机MBMW-101,成功用于7nm技术节点的EUV掩模生产。自此掩模写入技术进入电子束光刻时代。·2021年，日本NuFlareTechnology向业界发布了应用于3nm节点的多光束掩模直写曝光机MBM-2000。·成立于2000年的荷兰公司MapperLithography曾是多电子束光刻的先驱，2018年12月破产后被ASML收购。高斯束■引入激光干涉仪■高频(100MHz)高斯束■引入激光干涉仪■高频(100MHz)图：电子束光刻设备的发展历程与等效电子束束斑数量的关系■高束流密度■特征/单元投影■可变成形束写入精度自动化程度■热场发射高压(100kV)复杂图形写入速度固定成形束变形束实物图片束流密度八A-om)电子束数量电子束点阵尺寸5一1片A(12im)412M施模(100×130m)一一-10M随榄(100×130)二表：3家多束电子束光刻公司设备参数行业巨头发展战略—ThermoFisherScientificInc.(赛默飞)是全球分析仪器的领导者，在公司的长期发展过程中，公司通过外延并购的方式持续扩大业务范围和优化产业链，逐步拓展形成了生命科学、专业诊断、分析仪器、实验室产品与服务四大业务板块。赛默飞的发展就是一部并购史，这些并购交易不仅进一步壮大了赛默飞的产业规模，也为其带来了稳定的营收与市值增长。·2023年10月，赛默飞推出基于电子束技术的故障分析解决方案，用于对先进的半导体逻辑技术进行精确的故障定位。·2023年，赛默飞全年收入428.6亿美元，下降5%,全年净利润同比下降14%至59.5亿美元。而其分析仪器业务全年收入72.63亿美元，占收入16.9%,较上年66.24亿美元增长9.6%。该部门的强劲增长主要得益于电子显微镜业务。·2016年5月27日，该公司宣布将以42亿美元收购电子显微镜制造商FEI公司。此次收购促进赛默飞分析仪器业务集团的增长。收购完成后，ThermoFisher将FEI的高分辨率SEM和TEM整合到自身产品线中，进一步扩展了其在半导体和纳米科技领域的业务。这一举措使ThermoFisher能够为半导体行业提供更全面的分析和检测解决方案，用于缺陷检测、工艺监控和故障分析等关键环节。FEI收购PHIUPS电子显微镜部门世界首台商业电镜FE收购Notablemomentsinsoa7深圳市微纳制造产业促进会日本电子株式会社(JEOLLtd.简称JEOL)是世界顶级的科学仪器生产制造商。JEOL以电子显微镜为起点，七十多年来在该领域不断深耕细作，其产品在全球都有着很高的影响力。尤其是作为目前世界上的主要透射电镜供应商之一，JEOL在以球差电镜为代表的高分辨电镜领域引领着技术发展的潮流。集团公司的业务包括三个部分：科学/计量仪器、工业设备以及医疗器械。在2019年，JEOL成立70周年之际，宣布新的增长愿景—Evolvinginthe70thYear。主要的举措是改进核心技术，积极进入增长市场，并提供全面的解决方案。JEOL不断精进其电子技术技术，拓展产品领域。电子束技术主要产品包括电子束光刻系统、大功率电子束源和电源、沉积电子束源和沉积电源、电子束金属3D打印机等。2023年，由于对功率半导体的需求，特别是在中国，传统节点的单光束掩模写入器继续表现良好。JBX-A91965:DGdonMoorepulshIndustrlalequipment30printing··图：JEOL点束电子束光刻系统的发展历史图：JEOL集团业务自1939年以来,日立开发和生产了各种电子显微镜,包括独特的台式和超高压电子显微镜以及SEM、TEM和FIB。日立高科技株式会社成立于2001年，由日立的仪器仪表集团和半导体制造设备集团与经营高科技产品的贸易公司日精产业株式会社合并而成。日立高新主要提供电子显微镜、全自动生化分析仪、通用分析仪器、半导体元器件检测设备等尖端技术产品。日立的目标是在四个业务领域内打造全球领先的业务:“纳米技术解决方案”、“分析解决方案”、“核心技术解决方案”和“价值链解决方案”。“纳米技术解决方案”是巩固和強化电子束技术的业务领域,涉及半导体制造中必不可少的电子显微镜等检测设备。アナリテイカルソリューション八2分7·分费生化学·角疫分析器圆、核体核查自勤化529△.字1-能筑泳勤》-7>分0检叶·裂造·版壳I9>7猫置.计测装围·楼查装温四八Uュ-チェーンソリューション電子■的说，光度针、宝光X银分析滋皿.熟分析品器，液体如574E险计·黏适-版壳2ImspiretheN半淋体分料測る分析する高速液体707157見る分析油图：日立高新最新技术信息和研究基础战略图:日立高新的核心技术“观察、测量、行业巨头发展战略——深圳市微纳制造产业促进会(一家从事扫描电子显微镜和电子束光刻研发的美国公司),及与ASML合资2007年2007年，KLA-Tencor开发“反射式电子束光刻REBL”技术。该技术最初由DARPA资助，投入了超过1亿美元入更多研发资金。16.4锅Souree:Theinfomatisehiework(www.theinformati图2020年前五大设备公司的市场份额图2013年正在平行开展的电子束光刻系统研发项目行业巨头发展战略——电子束检测设备领域激战正酣宣布推出用于先进逻辑和内存芯片制造的革命性eSL10'"电子束图案晶圆缺陷检测系统。技术的商业化，并发布两款基于CFE技术的缺陷检查和检测系统。·两家公司都在利用算法和人工智能技术与电子束分辨率优势结合，提升效率。同a地[nm]OPWHighestmEB/ReglonSmallPixelEBI·目录01电子束技术总览03产业发展格局04国内产业化现状05技术产业化建议国内电子显微镜行业发展历程深圳市微纳制造产业促进会>1959-1965年：自行设计研制，达到国际先进水平·1959年，王大珩领导，姚骏恩、黄兰友等人研制成功了我国第一台自行设计的透射电子显微镜(XD-100型),分辨本领优于2.5nm、加速电压100kV、放大倍数达10万倍以上。·1965年，中国科学院北京科仪厂和长春光机所共同研制的DX-2大型透射电子显微镜第一台样机调试后，由中国科学院组织鉴定并认>1975-1983年：重新自主设计研制>1983-2000年：技术引进消化·1983年，中科仪器厂从美国Amray公司引进微机控制、分辨本领6nm,功能齐全的Amray-1000B型SEM生产技术。经过2年多的技>2000-2015年：自主研发放缓，国外厂商垄断市场·20世纪80年代以前，我国生产的电子显微镜数量与进口的数量相当。进入20世纪90年代，国内对电子显微镜的需求大增，国外企业Source:谢书堪.2012:中国透射式电子显微镜发展的历程，物理，41(6):401-406.自力更生，电子束设备国产化商业化随着加入WTO,我国经济和科技快速发展，科研类需求带动电子显微镜市场发展，然而电子显微镜市场几乎被国外厂商垄断，存在“卡脖子”风险；尤其是2018年以来，美国在基础技术和新兴技术方面对中国严防死守，高端电子显微镜、电子束曝光设备和先进光刻机一样，受到严格管制。自主研制电子束技术仪器设备成为打破国外垄断，成为实现自主可控技术体系重要一环。·2015年，电子束检测设备国际领军企业HermesMicrovision,Inc.(HMI,2016年被ASML收购)联合创始人、著名工业电子显微镜专家陈仲玮博士出资成立聚束科技(北京)有限公司，研发生产高通量扫描电子显微镜。该公司于2017年发布的Navigator-100型高通量场发射扫描电子显微镜多项指标超过国际厂商同类产品。可以说，聚束科技的成立标志着电子束设备新一轮国产化和商业化开启。·2016年以后，陆续成立了多家企业，从事电子显微镜研发生产。国内科研团队、海归专家、企业工程师等各类人才一起掀起电子显微镜国产化浪潮，国产厂商不断实现技术突破。表：国产电子束显微镜、曝光机企业成立年表成立时间2000年…聚束科技泽攸科技惠然科技国仪量子大束科技金竟科技博众仪器扫描电镜√√√√√√√透射电镜√√√√电子束曝光√√√热场发射电子源电子枪、电子源、高压电源自上而下推动电子测量仪器(电子显微镜)加快国产替代进程法律法规及政策发布时间发布单位相关主要内容2016年国务院2016年中国仪器仪表行业协会2017年工信部2020年科技部、国家发改委等化和产业化研究，推动高端科学仪器设备产业快速发展.“十四五”规划2021年明确提出要“加强高端科研仪器设备研发制造购应当率先购买，进一步推动电子测量仪器行业的国产化进程。国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项2021年科技部2021年中国仪器仪表行业协会业在高端产品的明显短板。2023年国家发改委鼓励：各工业领域用高端在线检验检测仪器设备、航空航天仪器仪表电子、智能检测《关于计量促进仪器仪表产业高质量发展的指导意见》市场监管总局到2035年，国产仪器仪表的计量性能和技术指标达到国际先进水平，部分国产仪器仪表的计量性能和技设计能力的仪器仪表创新企业。2023年推动电子材料、电子专用设备和电子测量仪器技术攻关，研究建立电子材料产业创新公国务院国务院推动符合条件的高校、职业院校(含技工院校)更新置换先进教学及科研技期困扰传统产业转型升级的产业基础、重大技术装备“卡脖子”难题，积极开展发布时间产品企业概要2024年8月多通道高速探测器东方晶源率先实现国产EOS在高端量测检测领域的应用，助力产品性能实现进一步攀为国产电子束量测检测技术的发展进一步夯实了基础。2024年1月慧炬科技镜整机产品的能力。2023年12月博众仪器博众仪器自主研发的200kV透射电子显微镜BZ-F200已经进入了小批试产阶段，标志着国产首台200kV透射电子显微镜取得重大突2023年12月拉曼集成扫描电子显微镜惠然科技发布首台国产"拉曼集成扫描电子显微镜F6000-RS"。2023年10月高分辨率热场发射扫描电镜屹东光学发布第一款高分辨率热场发射扫描电镜产品"YF-1801"。该产品分辨率为1nm,集高分辨率、易用性、可拓展性等多项特点于一体。2023年6月中大型扫描电镜量产纳克微束纳克微束成功交付两台中大型显微镜产品FE-1050、Horizon2000已具备一定的量产能2022年6月电子束量测检测设备东方晶源东方晶源旗下电子束缺陷检测(EBI)和关键尺寸量测(CD-SEM)两台设备已顺利交付2020年12月半导体电子束检测设备上海精测上海精测半导体宣布推出首款半导体电子束检测设备：eViewTM全自动晶圆缺陷复查设高分辨率复查、分析和分类，满足10xnm集成电路工艺制程的需求。2017年12月聚束科技台NeuroSEM-100正式下线并交付客户一中科院自动化研究所。国内电子束光刻设备商业化初显深圳市微纳制造产业促进会国内关于电子束光刻设备的研发主要集中在20世纪70年代到21世纪初，在2000年后电子束光刻设备研发热度逐渐降低甚至一度搁置。早期从事和引导电子束光刻设备研发的单位主要有中国科学院电工研究所、中国电子科技集团有限公司第四十八研究所、哈尔滨工业大学和山东大学等。由于国外禁售和市场需求，国内电子束光刻机研发重新提升日程，近年来多个科研和企业团队开发出功能样机，如金竟科技和泽攸科技，以及由德国归国团队成立的百及纳米科技(上海)有限公司，推出了独特的探针电子束光刻机。总体而言，国内电子束光刻(EBL)技术处于商业化起步阶段，与国外技术水平差距很大。对比先进光刻工艺DUV和EUV,由于EBL结构和供应链相对简单，所以国内EBL技术追赶相对容易。金竟科技●北京金竟科技有限责任公司(简称“金竟科技”)成立于2018年12月，专注于电子束曝光系统、阴极荧光检测系统、超低温冷台、图形发生器等高精尖微纳制造设备的研发和生产。公司创始人俞大鹏院士是电子显微学，量子科学领域著名科学家，承担广东省重点领域研发计划电子束曝·金竟科技团队2021年开发出电子束曝光功能样机，2022年发布电子束●泽攸科技成立于2016年，专注于扫描电镜、原位测量系统、台阶仪、探·2024年1月，泽攸科技联合松山湖材料实验室基于自主研制的扫描电镜国内电子束技术产业化生态，如雨后春笋对应的也是主要仪器和设备的需求领域。程度上加速了技术交流与融合。跨领域交流合作促进了产品研发和解决方案发展。工艺发展推动了电子束检测设备的商业化；纳米技术在电子、材料科学和医疗保健行业中的应用不断扩大，推动了对先进成像技术的需求；微纳制造和纳米材料的研发和制造需求将是电子束成像和加工技术的重要增长推动力。政策支持和市场需求，带动了本领域的资本投资，早期科研项目资金和风险投资为技术商业化注入活水，近几年成立的企业融资通道都比较顺畅，投资规模随着企业产品研发和市场销售情况逐渐放大。科开微机电成像电子束加工Bio-eBeam仪器半导体纳克微束上海精测半导体◎泽攸科技金竟科技目录01电子束技术总览03产业发展格局04国内产业化现状05技术产业化建议优势>我国科技大发展产业政策、产业基金支持机会国产替代、设备更新本土维修、检测服务市场微纳技术成果转化需求、应用市场快速发展深圳市微纳制造产业促进会劣势技术研发落后，核心零部件缺失外企垄断市场，国内