2024电子束技术产业化调研报告

电子束技术产业化调研报告ShenzhnMicro-NanoManufacuringindustyPromotionAssodation2024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，我们更关注微米纳米级的技术和应用，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性投影光刻电子束光刻投影光刻电子束光刻分辨率*十学分辨率微纳米尺度的物质线0分率分率练光学显微镜电子显微镜710710◆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。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。>电子本身是一种带电粒子，根据波粒二象性也可以得到电子的波长：动能为100eV的自由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形成曝光图形的。目前，电子束光刻的最高分辨率达到0.5nm。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)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e●电子束(ElectronBeam)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：1、只使材料局部加热就可进行电子束热处理；2、使材料局部熔化就可以进行电子束焊接；3、提高电子束能量密度，使材料熔化和汽化，就可进行打孔、切割等加工；4、利用较低能量密度的电子束轰击高分子材料时产生化学变化的原理，即e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。34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●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、背散射电子、X射线、阴极荧光等。·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。:PCg只电子束筒散制电子连续X射线散射电子衍射电子扫描电镜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，需要培训图：光学显微镜与扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对比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)的表面上绘制自定义形状的技术(曝光)。电子束会改变光刻胶的溶解度，通过将光刻胶浸入溶剂中(显影，可以选择性地去除光刻胶的曝光或非曝光区域。与光刻一样，其目的是在光刻胶中创建非常小的结构，然后可以通过蚀刻将其转移到基底材料上。●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掩膜版的制作。ComputerHighspe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扫描电镜VS.电子束光刻·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。电子枪电子枪聚光镜电子枪准直系统图形发生器快门/束闸吕吕投影透镜sr吕口口器工作台 光束偏转频率曝光写场尺寸场拼接精度Magnificationvaries-lowmagfor形状重叠曝光剂量deflectiongain/rotat对准Alignment稳定性StabiitypoorSource:Electron-BeamLithographyTraining-YaleUniversity,/electr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。阴极电位：OkV阴极电位：OkV阳极电位：+15kV着陆能量：1keV样台电位：14kV图：EBI设备样品台减速模式图：常规SEM物镜(上)与EBI半浸没物镜(下)示意图对比55easeofuse0prUMr图：TEM发展概况与趋势Source:纳克微束公众号，ThermoFisherScientific7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8微纳电子束系统结构(电子显微镜、电子束光刻设备)●电源系统，由稳压、稳流及相应的安全保护电路所组成。高压电源的稳定性是实现稳定电子束，实现SEM和EBL高分辨率的最重要因素之一。●电源系统，由稳压、稳流及相应的安全保护电路所组成。高压电源的稳定性是实现稳定电子束，实现SEM和EBL高分辨率的最重要因素之一。级级电子给●电子光学系统：由电子枪、电磁透镜、静电透镜、偏转线圈等基本元件组成的系统，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。它由用于支撑和移动样品/基片的XYZ工作台、激光干涉仪系统(电子束光刻专用)、容纳工作台的样品室和样品更换室组成。第二酸光磷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产额信号进行放大和调制，转变为直观的图像。m电子来图：典型扫描电子显微镜结构号检源放大显统及系线真空系流●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●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。电子束设备对比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。消像散线圈辅助聚焦线圈偏转线圈三次电子粉料仓工件消像散线圈辅助聚焦线圈偏转线圈三次电子粉料仓工件基板升降台子上位机控制露探测板功放图：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—图形发生器扫描频率——曝光写场尺寸—晶圆样品尺寸2英寸，4英寸，6英寸可选——最小线宽 一 一拼接精度— 一核心器件——电子枪we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。图：电子枪结构图电子源类型束斑直径温度亮度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。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。·钨热阴极：多晶钨阴极，价格低廉，应用范围广，使用量巨大。主要厂家有美国APT、KimballPhysics,德国STAIB,及日本大和电子等。●国内厂商国内各类电镜所使用的阴极，从低端的热钨丝阴极、到中高端的六硼化镧或六硼化铈阴极，再到高端的热场发射阴极和冷场发射阴极，均处于大量进口的状态。电镜阴极不能自主的现状，已经成为制约我国高端电子显微镜制造和应用的主要瓶颈。国家重点研发计划“热场发射电子源”项目启动，该项目由中国科学院空天信息创新研究院牵头，中国科学院电工研究所和北京中科科仪股份有限公司共同承担。·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控制在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/(cm²·Sr),在1700～1850K的温度环境下稳定工作。·其他厂家：大束科技核心器件——高压电源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。i>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仍处于初级阶段。·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。·2024年9月，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、慧炬科技核心器件——单光阑==》光阑束闸阵列深圳市微纳制造产业促进会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。·2020年5月，ASML推出第一代多光束检测系统“eSca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多束电子束系统的核心零部件的光阑和束闸阵列，采用MEMS阴极y.阴极y.骄极吸出极准直透镜分束板阵静电透镜一阵列束网加连通镜可变光阐聚光镜物镜样品平面图：多束电子光学系统及光阑束闸阵列示意图91个平行电子束的采集速度-以纳米分辨率对厘米级样本进行成像，号称世界上最快的扫描电子显微镜图：多束电子光学系统及光阑束闸阵列示意图微纳电子束产业链核心零部件应用市场图形控制、分析样品杆图形控制、分析样品杆电子光学系统真空系统电源系统信号探测与成像位移控制平台位移台、减震台分析、图形发生位移台、减震台分析、图形发生原位芯片电子枪物镜透镜偏转器真空泵离子泵阀门APTech、Kimball、FEI;APTech、Kimball、FEI;电镜制样薄膜制备量测国仪量子、博众仪器中图仪器、伯锐锶冲微公司GEAdditive;挂林狮达速普仪器、屹东光学广州竞赢、艾博智业(锂电池。纳米材)(半导体、MEMS、微纳光学等)各大医院、生物检测、医药研发德方纳米、万华化学、北方稀土、欧波同、胜科纳米后市场：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技术产业化建议年份技术商业化进展事件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。发明WestinghouseElectricCorporation开发出了第一台使用热阴极的CRT,并成为商业产品.产1933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镜.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。品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.化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Mark1,它用二次电子成像，分辨率达25nm,使SEM进入了实用阶段。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，商1970发明-冷场发射电子枪芝加哥大学的AlbertCrewe及其同事开发了STEM中使用的冷场发射电子枪，他使用的仪器已经近似于现代STEM的结构.业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化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效率得到极大的提高。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年的时间才进入半导体行业。产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,业1998商业化-半导体领域AMAT商业化第一个reviewSEM,AMATSEMVision.化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头时代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-4000EB掩模写入机。2003商业化-电子束光刻尼康向Selete交付了第一台基于PREVAIL技术的NCR-EB1A电子束步进机。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描电子显微镜MultiSEM505,它使用61束电子束，能够比传统仪器快得多地对样本进行成像，2016商业化-多束掩膜直写IMSNanofabricationAG发布世界上第一个高吞吐量的多光束掩膜直写设备。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。工业工业·电子束成像·电子束光刻电子束检测多束电子束检测掩膜版制造商业化科研科研市场格局——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%。a.5.市场格局——电子束检测设备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%。图表：全球主要电子束检测设备供应商(亿美元)营收净利涧毛利率电子束检测设备(2021)收入收入占比市占率量检测设备(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。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。曾是多电子束光刻的先驱，2018年12月破产后被ASML收购。■基于掩模的投影曝光：■基于掩模的投影曝光：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变形束■可变成形束■源■固定成形束(>100A/cm²)自动化程度多束■可编辑投影曝光：复杂图形写入速度■特征/单元投影实物图片*满A束流密度八A-om)电子束数量来班直税km电子束点阵尺寸套刻误养hm5<12M他榄(100×130)一一501010M处模(100130二表：3家多束电子束光刻公司设备参数Source:梁惠康，段辉高《电子束光刻设备发展现状及展望》2022年第11期《科技导报》;米eBeamInitiativeSurveyReports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·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FEI成立全资收明FEIs01110w深圳市微纳制造产业促进会日本电子株式会社(JEOLLtd.简称IEOL)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。JEBX-2BorOLfotcmm··HIthe株式会社日立八造产业促进会>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。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。見る(TA抽生化学·角疫分析婆温、核体核查自勤化乡7△.y-能第泳勤乡-5>分验时·裂造·短壳能子酒微说，光度针、重光X分析装源.热分析脑器，液体知574EO险计-黏造-版c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、分行业巨头发展战略——深圳市微纳制造产业促进会>两家企业都几乎在同一时期，开展电子束光刻和电子束检测设备的研发。·2000年左右，AppliedMaterials通过收购EtecSystems(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。Materials宣布“冷场发射”(CFE)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。sSmalPixel1HghsolfonEB/EBIMidPirelOPWReglong·图：AppliedMaterials发布的2021年eBeam检测市场份额目录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·1975年，中科院长春光机所和电子所调集电子及电子光学领域的专家，以北京中科科仪股份有限公司(简称“中科科仪”)的前—>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.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…2015年2016年…2018年……2020年…2022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慧炬科技吃东光学纳克微束伯锐锶√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年国务院等新产品.2016年中国仪器仪表行业协会《高端智能再制造行动计划(2018-2020年)》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”.2021年12月底第一O三号主席令，修订通过了《中华购应当率先购买，进一步推动电子测量仪器行业的国家重点研发计划“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.(产业结构调整指导目录(2024年本)》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。《电子信息制造业2023-2024年稳增长行动方案》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2024年国务院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升的同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力。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光机研制项目。·金竟科技团队2021年开发出电子束曝光功能样机，2022年发布电子束曝光系统Pharos310,首台由天津大学采购。●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、探针台、电子束光刻机等精密设备的研究和生产。·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主机ZEL304G,完成电子束光刻机工程样机研制。国内电子束技术产业化生态，如雨后春笋●技术与人才对应的也是主要仪器和设备的需求领域。决方案发展。重要增长推动力。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。惠然科技惠然科技科所微机电成像电子束加工Bio-eBeam仪器半导体上海精测半导体国仪量子中科科仪●泽攸科技目录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