分析測試百科網訊 電子顯微鏡，簡稱電鏡，其發展史可追溯至1932年由德國科學家 Max Knoll發明的世界上第一臺透射電子顯微鏡（TEM）。然而，兵馬未動，糧草先行，只有形成完整的電子、光學理論基礎，電鏡才能形成實體。因此電鏡的理論基礎可回溯至1834年法拉第首次在皇家學會會報上發表的關于闡述電荷基本概念的論文。在世界上第一臺TEM發明十年后的1942年，英國劍橋大學工程系的Charles Oatley建造了世界上第一臺SEM。隨著時間的推移，電鏡分辨能力已經得到本質提升。據統計，目前SEM最大分辨率達0.4 nm，30kV，TEM最大分辨率為40 pm，300kV，相比于歷史上的第一臺SEM和TEM，當前的電鏡分辨率已經有大幅提升。
電鏡發展數十年來基本形成了幾大企業：FEI（現歸于賽默飛）、日立高新、日本電子、蔡司、TESCAN。他們原是各守一城，無太大變化。但近年來隨著幾大標志性技術和應用的出現，電鏡變得又異常活躍起來。比如：冷凍電鏡在生命科學中的應用、電鏡在半導體和納米材料中的應用、小型臺式電鏡、中國的“雙一流”帶來的需求增長、賽默飛收購FEI等。據Grand View Research最新市場調研數據，2025年全球電子顯微鏡市場規模將達57億美元，年復合增長率達7.4%。
分析測試百科網對2018年發布的電鏡新品、配件以及中標情況進行不完全匯總，為相關行業用戶提供參考。
就SEM產品來說，最大亮點是Phenom發布的臺式FE-SEM。這款產品的發布表明：小型臺式電鏡已經徹底擺脫鎢絲燈電子槍所帶來的性能限制，同時也能為需要高分辨電鏡但缺少資金或場地的實驗室提供新的選擇。雖然臺式電鏡的參數永遠不能媲美大型電鏡，但性能和參數的提升，和依舊吸引人的價位，可使電鏡應用得更加普及，不僅使更多實驗室用戶可以直接使用電鏡，而且有望將這些用戶的相當一部分最終變成大型電鏡的用戶。臺式電鏡在近年來推動電鏡增長中功不可沒。
國產SEM的一大突破是：將能譜集成到臺式電鏡中，并且其最大分辨率已經不弱于國外產品，但遺憾的是，迄今為止尚沒有造出場發射電子槍的產品。
在FIB-SEM領域，最值得被記住的是TESCAN，2018年TESCAN一家就發布了三款產品，再度強化了TESCAN在FIB領域的強勢地位。
TEM新品由日本電子發布的高通量TEM（JEM-ACE200F）產品擔當。稍顯遺憾的是，賽默飛/FEI 2018年未推出新產品。
對于電鏡附件產品來說，深圳速普發布的5款產品為電鏡制樣行業提供了新的選擇，但我們也需要看到，國產設備與國外高端產品之間的差異，尤其是冷凍電鏡的制樣和樣品傳送產品，目前罕有國內廠商生產。
【名詞對照】
FE：場發射
SEM：掃描電鏡
TEM：透射電鏡
FIB：聚焦離子束
品牌 | 類別 | 型號 | 產品特點 | 上市時間 | 性能參數 |
日立 | FE-SEM | 縮短信號采集時間，真正實現高通量觀察與分析 | 分辨率：0.8 nm@15 kV，0.9 nm@1 kV 放大倍率：20～2,000,000x 電子槍：ZrO/W肖基特場發射 | ||
TESCAN | FE-SEM | 第四代產品，全新設計，驚艷現世 | 分辨率：0.7 nm@15 kV，1.4 nm@1 kV（SE模式）；0.6 nm@30 kV（STEM模式） 電子槍：肖基特場發射 | ||
Phenom | FE-SEM | 全球首款臺式場發射(FEG)掃描電鏡能譜一體機 | 分辨率：2.5 nm@10 kV， 放大倍率：200～5000,000x 電子槍：肖基特場發射 | ||
善時 | SEM | 體積雖小，五臟俱全 | 2017年 | 分辨率：5 nm@30 kV， 放大倍率：30～150,000x 電子槍：鎢絲燈 | |
EMCRAFTS馳奔 | SEM | 全數字化控制，媲美專業級電鏡成像 | 2018年4月 | 分辨率：5 nm@30 kV（SE模式），8 nm@30 kV（BSE模式） 放大倍率：20～300,000x 電子槍：鎢絲燈 | |
TESCAN | FIB-SEM | 產品發布一家獨大，兩種離子源、三款FIB-SEM滿足不同需求 | 分辨率：0.9 nm@15 kV，1.7 nm@1 kV（SE模式）；0.9 nm@30 kV（STEM模式） 電子槍：肖基特場發射 離子源：Xe等離子FIB 離子束能量: 3 keV至30 keV 探針電流：1 pA至2 μA / 1 pA至1 μA | ||
TESCAN | FIB-SEM | 分辨率：0.7 nm@15 kV，1.4 nm@1 kV（SE模式）；0.6 nm@30 kV（STEM模式） 電子槍：肖基特場發射 離子源：Xe等離子FIB 離子束能量: 3 keV至30 keV 探針電流：1 pA至2 μA / 1 pA至1 μA | |||
TESCAN | FIB-SEM | 分辨率：0.7 nm@15 kV，1.4 nm@1 kV（SE模式）；0.6 nm@30 kV（STEM模式） 電子槍：肖基特場發射 離子源：Ga液態金屬離子源 離子束能量: 0.5 keV至30 keV 探針電流：<1 pA至100 nA | |||
日本電子 | TEM | 高通量、自動化設計，助力半導體工業 | 分辨率：點圖像0.21 nm，晶格圖像0.10 nm（TEM模式）；STEM DF圖像0.136 nm，STEM BF圖像0.136 nm（STEM模式） 電子槍：ZrO/W(100) 肖基特場發射 | ||
牛津 | EBSD | 跨時代力作，兩款產品，滿足高速、高分辨率分析需求 | 采集速度：400 pps 全分辨率：1244 x 1024 pixel | ||
牛津 | EBSD | 采集速度：1000 pps 分辨率：622 x 512 pixel（250 pps） | |||
GATAN | 冷凍傳輸樣品桿 | 全新冷凍傳輸樣品桿，升級高分辨冷凍電鏡和三維重構體驗 | 保溫時間：-145℃，9小時 漂移率：<1.5 nm / min 成像分辨率：<2.3 ? | ||
EMSIS | CMOS | 高速2000萬像素相機，樹立行業標桿 | 分辨率：5120 x 3840 Pixel 幀率：> 30 fps | ||
速普 | 離子濺射儀 | 樣品桿儲存站，無油，即插即用 | |||
速普 | 離子濺射儀 | 三款產品，實現高、中、低搭配 | |||
速普 | 離子濺射儀 | ||||
速普 | 樣品桿儲存 | ||||
速普 | SEM等離子清洗 | 高效、快速，原位清洗，即插即用 |
日立SU7000
2018年7月，日立高新技術公司推出肖特基場發射掃描電鏡SU7000，它通過縮短采集多種信號獲取樣品多種信息的時間，實現高通量的觀察與分析。此次推出的SU7000采用全新設計的探測器，使得對二次電子信號、背散射電子信號的檢測以及分離能力大大提升。并且SU7000通過新研發的樣品倉以及檢測器系統，可在不改變WD的條件下更高效地接收各種信號，縮短了樣品觀察和分析的時間，提高了測試效率。
TESCAN S9000
2018年11月，TESCAN發布了S9000超高分辨型場發射掃描電鏡。S9000超高分辨型FE-SEM配備Triglav?電子鏡筒，具有優化的透鏡內探測器系統和高性能電子信號過濾和收集能力。采用Triglav?電子鏡筒時，S9000可在15 kV時獲得0.7 nm分辨率，同時也可自由搭配SE或BSE探測器，實現多種不同組合，獲得全面數據。
Phenom LE
2018年7月，Phenom推出了全球首款臺式場發射掃描電鏡Phenom LE。無需裝修改造實驗室，無需安裝防震臺和磁屏蔽，只需一張承重200kg的桌子，一臺分辨率優于 2.5nm@15kV，放大倍數為500,000x的Phenom LE即可投入使用。Phenom LE采用肖特基場發射電子槍，集背散射電子成像，二次電子成像和能譜分析于一體，高效，操作簡單、易安裝。可根據使用者需求定制個性化軟件，幫助使用者自動完成樣品圖像的拍攝、分析。
善時SS-150
2018年，善時正式推出SS-150臺式掃描電鏡。SS-150放大倍率高達150,000X，擁有5 nm分辨率（30 kV），可同時配備SE、BSE探測器以及EDS能譜。SS-150操作簡單,易于維護，自動平臺采用中心定位模式，迅速定位待測樣品。
馳奔 Cube-200
2018年初，馳奔推出Cube-200型桌面臺式掃描電鏡。Cube-200配有三級電磁透鏡和四孔徑物鏡光闌，擁有大變焦范圍和長工作距離；可同時配備SE、BSE探測器以及EDS能譜。同時，Cube-200操作簡單，易于維護。
TESCAN S8000X，S9000G/X
Xe FIB-SEM S9000X
Ga FIB-SEM S9000G
Xe FIB-SEM S8000X
2018年8月和11月，TESCAN重磅發布了最新一代的氙離子源雙束FIB系統 S9000X/S8000X和鎵離子源雙束FIB系統S9000G。此次發布的S9000X/G FIB系統具有極高的精度和極高的效率。其配備的最新一代Triglav?超高分辨電子鏡筒具有極佳分辨率，優化的鏡筒內探測器系統在低束流能量下具有更加優異的性能。另一方面，新的 iFIB+? 離子鏡筒進一步擴大了Xe、Ga等離子在FIB-SEM的應用領域。由于其具有1mm超大視場范圍，可實現極大面積的截面加工。此外， S9000X/G采用新一代的FIB鏡筒具有30個光闌，可延長使用壽命，并最大限度地減少維護成本。
同時發布的S8000X是當前市場上功能最多、最為通用的Xe等離子體FIB-SEM系統。S8000X可實現大批量樣品表征和無Ga樣品制備和修飾。通過配備BrightBeam?SEM與新型iFIB +?Xe等離子源實現無場UHR以及提供強大而精確的研磨功能，最終使S8000X成為平面去層、低電壓表征的理想平臺。
日本電子 JEM-ACE200F
2018年12月，日本電子發布全新JEM-ACE200F高通量分析電子顯微鏡。JEM-ACE200F可通過創建無需操作人員看管實際操作工作流程系統實現樣品自動檢測和數據自動生成，由于集成了JEM-ARM200F和JEM-F 200技術，因此JEM-ACE200F在性能和穩定性方面表現優異。JEM-ACE200F在TEM模式( 200 kV)時可獲得0.10 nm分辨率，在STEM模式( 200 kV)可獲得0.136 nm分辨率。
牛津 C-Nano，C-Swift
C-Nano EBSD
C-Swift EBSD
C-NANO 是一款性能杰出的高分辨型CMOS EBSD, 它的采集速度高達400點/秒，同時花樣分辨率達到312x256像素分辨率。在1244x1024像素的全分辨率條件下，最快采集速度能達到80點/秒。C-NANO探測器具有非接觸式碰撞探測，能在碰撞發生之前報警規避，避免設備遭到意外損壞。C-NANO可以用于所有的EBSD應用，尤其適合分析復雜的礦物和氧化物、變形態的金屬和合金、納米材料、復雜的相結構分析、TKD實驗，以及采集高分辨EBSD花樣。
C-Swift EBSD是一款基于CMOS技術的高速型EBSD探測器。C-Swift最快的采集速度能達到1000點/秒，同時花樣能達到156x128像素的分辨率，在全分辨率的622x512像素條件下，最快采集速度能達到250點/秒。C-Swift可以用于所有的EBSD應用，尤其適合分析常規金屬和合金、常規礦物和氧化物、變形態的金屬和合金、TKD實驗、晶界工程研究、原位應用、3D-EBSD應用等。
GATAN Elsa
GATAN所設計的全新一代Elsa單傾液氮樣品桿專為在液氮溫度下將樣品無霜轉移至透射電鏡中而設計。重新設計的杜瓦瓶將液氮量增加到前代產品的2.5倍，-145℃保冷時間可達9小時以上，同時漂移率小于1.5 nm / min。Elsa設有兩種不同的樣品桿頭部配置超薄型使用Gatan Quickload?無夾扣機制來固定樣品，標準型樣品桿頭部則使用固定環來固定樣品。
速普THS 05
速普發布的透射樣品桿儲存站THS 05，采用無油隔膜泵涉及，能夠產生潔凈的100 Pa量級的真空空間，特別適用于TEM 透射電鏡樣品桿的日常真空儲存和去除水汽。采用觸摸屏控制，即插即用。
EMSIS Xarosa B20T
EMSIS推出基于CMOS基底的XAROSA B20T，并以其2000萬像素和提供超過每秒30幀的掃描速度樹立了行業新標桿。XAROSA利用最新的Thunderbolt接口將高質量圖像傳輸到工作站，使用像素合并功能還可以達到更高的傳輸速度。此外，成熟的棱臺形光纖技術實現了像素尺寸、光纖和閃爍體之間的完美匹配，可提供非常高的光子靈敏度和寬廣的視野。
速普 Combo 100，ISC 150/Pro
Combo 100
ISC 150
ISC 150 Pro
Combo 100是速普推出的桌面級SEM多功能離子濺射儀，特別適用于FE-SEM高分辨掃描電鏡及FIB-SEM聚焦離子束掃描電鏡樣品的噴金以及樣品等離子體清洗等多種用途。其采用的分子泵可實現在mTorr氣壓下磁控濺射噴金，同時具備遠程RF射頻離子源實現樣品清洗。
ISC 150是速普推出的專用離子濺射儀高性能旋片泵產生< 1-2 Pa的真空壓強，。通過恒功率磁控濺射電源，保證恒定鍍膜沉積速率。磁控陰極的使用也有效減少等離子體對樣品的熱影響和離子轟擊損傷。
ISC150 PRO在ISC 150基礎上，采用無油隔膜泵和分子泵組產生10-3 Pa的真空壓強，從而擁有更佳鍍膜質量，因此更適合用于高分辨率場發射FE-SEM樣品的噴金、鉑等以及其他金屬鍍膜。
速普RPS 50
速普推出的RPS 50是適用于SEM或FIB等電鏡腔體內碳氫化合物清洗的電鏡清洗儀。其采用遠程ICP 射頻離子源清洗，高效、低等離子體轟擊損傷，同時標配一路清洗氣體流量控制器。
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