世界今日讯！突破！半导体量测原子力显微镜

2023-05-17 07:20:33 来源：面包芯语

（原子力显微镜、AFM探针项目交流）

(资料图)

在“第十六届中国微纳电子技术交流与学术研讨会”上，才道精密的“高速国产原子力显微镜”亮相，并且在大会上做了“高速扫描原子力显微镜—半导体关键量测设备”的专题发言。

这是国内首次突破用于半导体检测的工业型原子力显微镜。

在半导体领域，大样品表征的扫描成像和相关三维尺度的测量是难点，最典型的就是晶圆形貌和缺陷检测、芯片刻蚀过程中关键尺寸的检测和刻蚀后侧壁形貌的扫描。才道精密推出的工业型原子力显微镜，最核心目的就是解决这个难点。

原子力显微镜是一种扫描探针显微镜，通过探针与物体表面之间相互作用力的大小，来获得物体表面的形貌特征信息，是唯一可以三维成像的显微镜。

原子力显微镜是研究纳米科技和材料分析的最重要工具之一，检测精度能够达到原子级别，具有纳米级的分辨能力，广泛应用于材料纳米表征和材料各种力学、电学、磁学等物理性能的检测。

（普通光线的波长为400~700nm，因此光学显微镜的最佳分辨率是0.2um，而人眼的分辨率是0.2mm）

与原子力显微镜（AFM）能够媲美的目前主要是扫描电子显微镜（SEM），但各有自己的优缺点：

原子力显微镜下游应用领域非常广阔，最大的市场在于科研院校，具体行业上，半导体工业的芯片和材料检测是最大需求市场。

下图是用原子力显微镜检测的集成电路经典FIN-FET结构形貌体征图：

非常遗憾的是，这种最基础的核心设备，目前国内市场完全被外资垄断，包括美国布鲁克、韩国park、英国牛津仪器。

国内原子力显微镜，根据笔者的检索，也只有本文提到的才道精密，以及沈阳自动化所、本原以及飞时曼。

才道精密此次推出的国内首台12寸晶圆缺陷检测原子力显微镜，属于国内首台工业级半导体检测原子力显微镜。

公司	产品
才道精密	高速扫描原子力显微镜；光学联用原子力显微镜；拉曼联用原子力显微镜；纳米操控原子力显微镜；生物学原子力显微镜；工业型原子力显微镜，用于12寸晶圆缺陷检测的原子力显微镜
本原纳米仪器	扫描探针显微镜集成了原子力显微镜、横向力显微镜、磁力显微镜、静电力显微镜、压电响应力显微镜、扫描开尔文探针显微镜和纳米加工等功能
飞时曼	探头扫描原子力显微镜、光学原子力显微镜一体机、环境控制型原子力显微镜、多模式原子力显微镜、一体式原子力显微镜……
中科院沈阳自动化所	苏全民研究员高分辨原子力显微镜

其实不光原子力显微镜整机受制于人，耗材也不例外，目前中国使用的所有的原子力显微镜探针，均是海外进口。而且，这种小小的耗材也不便宜，材料和生物学的同学们应该都有印象，实验中领用原子力显微镜探针，在实验器材管理老师那里，是个迈不过去的坎儿，一根动不动就上百，实验老师也不舍得。

但是原子力显微镜探针也是制约精度的一个重要因素，采集的形貌图像分辨率，取决于探针的形状与锐度。原子力显微镜探针的发展趋势是“大高宽比探针”，更尖、更锐、更长。一图胜过万语，下面这张图形象地显示了检测精度和探针形状的关系。

目前市场上的这类“大高宽比探针”，主流的生产方法是用聚焦镓离子束“削尖”普通探针制成，市场售价更是高达70~100美元/根，小心翼翼换算一下人民币汇率，是不是更用不起了？

目前原子力显微镜探针领域，也被国外企业牢牢把控……

探针生产厂家	市占率	备注
Nanoworld （瑞士）	38%	只制造探针，其高端（大高宽比探针）用聚焦离子束一根根加工，成本高。
Bruker (布鲁克，美国）	31%	既做探针也做AFM仪器，探针品类最多。其高端探针也是用聚焦离子束加工。
Olympus （日本）	18%	只做普通探针, 其普通探针口碑最好（质检严格，重复性高）
NT-MDT （俄罗斯）	-	AFM仪器和探针都做，近年因为内部分裂，市场份额在收缩。
Applied Nanostructures （美国）	~5%	只制造探针，价格灵活。

电子测试与测量仪器投融资论坛北京丽亭华苑酒店金辉厅
时间	内容
13:30-13:50	项目1领域：数通网络测试仪器目前国内数通网络测试仪器市场，基本被国外垄断，国内厂商少有突破，对标美国是德科技、Viavi、英国Spirent等上市公司，下游客户包括通信运营商，设备制造商，科研和评测机构，JG，云计算，教育等。
13:50-14:10	项目2领域：通用电子测量仪器无线通信和射频微波领域电子测量仪器，产品包括手机综合测试仪、网络分析仪、信号分析仪和信号源等，对标是德科技、罗德与施瓦茨等国际巨头，产品具有竞争力，拥有自有设备组装生产基地，目前营收规模过亿。通用电子仪器市场需求先行于产业爆发，在行业初期和发展期，需求量最大，并目随着技术和产业升级不断增加。
14:10-14:30	项目3领域：电子仪器仪表上游核心部件涉及工业仪表和传感器，产品包括压力、温度、湿度、流量、物位、水质分析、气体检测等工业自动化仪表，应用领域包括电力、核电、煤炭、冶金、石油、洁净室、半导体、医院等有着广泛应用。公司是国家级高新技术企业，有着丰富的技术积累和行业资源积累。
14:30-14:50	项目4领域：科研仪器类核心耗材原子力显微镜AFM探针，属于新材料、半导体领域核心耗材，MEMS领域国际专家团队领军，在原子力显微镜AFM探针、医学微针、 AR光波导光栅、MEMS压力传感器领域都有技术储备，AFM探针，属于国内空白，新材料、半导体检测、生物医药等领域的必需品，长期被国外垄断。已经建成MEMS产线，年内投产。
14:50-15:10	项目领域5：泛半导体检测设备原子力显微镜是公司新拓展产品，已经上市，并中标某特种行业单位，用于遥感芯片光栅检测；公司的检测设备覆盖半导体、显示面板两大核心行业，基于光学成像、精密机械结构和控制系统三大能力，贯穿制造全流程，相关设备面临技术迭代和国产化双重机遇。
15:10-15:30	项目领域6：分析类仪器（质谱分析、光谱分析）产品涵盖空气质量监测仪、工业环境与安全监测仪、能源半导体气体分析仪等，核心技术包括高精度光电传感器、质谱分析、高分辨率光谱等，产品已经通过国家级验证，空气质量监测仪进入国家空气质量监测网以及湖北、湖南、河南、广东等省级监测网络，年营收亿元规模。
15:30-15:50	项目领域7：上游系统和设备操作系统物联网操作系统研发商，产品包括物联网通用智能网关、端到端生态平台，通过智能操作系统、可后装应用的网关设备，为物联网设备提供连接管理、应用管理、终端安全等服务。
15:50-16:10	项目领域8：高精度大功率测量仪器核心产品为高精度射频&微波功率传感器/功率计/标校系统，自研核心芯片、传感器、功率测量仪器全产业链环节，属于“国内空白”、国际禁运，广泛用于雷达、半导体、通信、能源等国防和民用领域，已经进入军工和大飞机应用。
16:10-16:30	项目领域9：中高端无线通信测试仪器中高端无线通信仪器仪表的国家队，聚焦于无线通信测试，覆盖无线终端测试领域和通用电子测量领域，产品包括5G终端协议一致性测试系统、5G终端综测仪表和V2X测试系列仪表三大系列。
16:30-16:50	项目领域10：人工智能微观影像检测微生物研究实验领域的AI影像检测设备，随着AIGC技术的迭代发展，大模型正逐步增强专业领域的能力，对光学显微下的绅胞、微生物、生物组细、细物、芯片等目标做全面的语义分割，泛化能力和通用性将会为影像检测和影像分析带来更多的拓展潜力。观影像检测分析市场：微观影像检测分析市场规模高达300亿美元。
16:50-17:10	项目领域11：科研仪器仪表供应链平台科学仪器仪表的供应链服务平台，业务聚焦于仪器仪表行业供应链交易、物流、大数据、供应链管理服务等领域，为行业企业提供一站式行业物流信息化解决方案。目前平台供应商入驻2000家，渠道采购商2000余家，撮合交易量5亿元。

——创道硬科技研究院——

创道（北京）咨询顾问有限公司，专注于服务风险投资机构和科技成长型企业，聚焦“硬科技”领域，涵盖半导体、信创、人工智能、物联网、智能制造、云计算、大数据等。打造“创道硬科技研究院”、“创道硬科技生态圈”、“创道硬科技融服务”三大业务板块，科技研究、产业协同、投融资服务一体化平台，涵盖业务包括风险投资、科技深度研究、投融资咨询等。

感谢阅读到最后

少侠留步

点个在看吧

关键词：