10 月 18 日，南京，全国电子显微学学术年会现场，一块红布被揭开 —— 国仪量子发布了他们的 200kV 场发射透射电镜 TEMF200，同场还发布了首台国产 TEM 专用光纤耦合 CMOS 相机。

这件事的分量，得放在行业背景里看。

过去几十年，全球高端透射电镜市场基本被三家外国公司把持：赛默飞（旗下 FEI）、日本电子（JEOL）、日立高新。国内高校实验室、芯片研发中心想做原子级材料分析，只能买进口设备。一台 200kV 场发射透射电镜价格大几百万到上千万，采购周期长，配件供应、软件升级、售后维护全看人家脸色。遇到出口管制，有钱都不一定买得到。

现在国仪量子说，他们从核心模组、控制软件到整机集成全流程自主做通了，而且已经具备量产交付能力。

这件事值得仔细拆一拆 —— 不是看发布会通稿里写了多少个国际一流，而是看它真正做到了什么、还差什么。

200kV 透射电镜，到底难在哪？

先搞清楚一个最基本的问题：透射电镜是干嘛的？为什么它成了半导体研发绕不开的设备？

简单说，光学显微镜靠可见光成像，最多看到微米级 —— 差不多一根头发丝的几十分之一。透射电镜用电子束代替光束，波长比可见光短几万倍，分辨率直接拉到纳米甚至原子级。芯片制造里薄膜有多厚、界面有没有缺陷、位错长什么样、杂质在什么位置，都得靠它看。

放大到原子尺度，看到的就是这样一排排列整齐的点阵（左侧是原子点阵排列图，右侧是衍射斑点）| 来源：赛默飞官网

那为什么偏偏是 200kV 这个级别成了技术分水岭？

120kV 和 200kV 的区别，核心在穿透能力。加速电压越高，电子束能量越大，波长越短，对厚样品和高密度材料的穿透能力就越强。做先进制程芯片分析，样品通常是硅片截面试样，有一定厚度，120kV 的电子束穿不透或者成像效果不好，必须上 200kV。做生物样品的冷冻电镜更是如此 —— 厚样品只有高电压才能穿过去。

国仪量子董事长贺羽在发布会上说了一句很实在的话：「200kV 透射电镜的研发难点，不是简单提高加速电压，而是要实现高压电源、电子枪、电子光学、探测器、软件和整机控制等多个系统的稳定协同。」

透射电镜整机结构原理图。电子束由电子枪发射，经聚光镜汇聚后穿过样品，再通过物镜、中间镜、投影镜多级放大，最终在荧光屏或 CCD 相机上形成图像

这话是什么意思？拆开来看：

高压电源要极稳。电压波动一点点，电子束能量就飘，成像分辨率直接掉。200kV 的高压电源，稳定性要到 ppm 级 —— 也就是百万分之一的精度，这个难度堪比造一台极精密的手表。

电子枪要能持续打出极细、极亮的电子束。场发射电子枪的尖端只有几个纳米宽，要在超高真空里长时间稳定工作，技术门槛极高。以前这个核心部件完全依赖进口。

电子光学系统要把电子束精准聚焦到原子级。中间经过好几组电磁透镜，每一组的像差都要校正到极致，差一点都不行。这需要几十年的光学设计积累。

探测器要能接住穿透样品后的微弱电子信号，转换成清晰的图像。以前高端相机也都是进口的。

最后还有整机控制软件和系统协同—— 所有部件装在一起，能不能稳定跑起来，能不能让用户方便地操作，这又是另一门工程学问。

这六个系统，任何一个掉链子，整机分辨率就上不去。这也是为什么这个领域被三家外国公司攥了几十年。它不是某一个单点技术突破就能做出来的，是几十年工业积累堆出来的系统工程。

参数摆在这，跟国外比是什么水平？

发布会通稿里写的是：信息分辨率优于 0.1 纳米，点分辨率达到 0.25 纳米，多项关键性能指标达到国际一流水平。

这两个数字到底是什么概念？跟国外主流产品比处在什么位置？

先解释两个容易搞混的概念：

点分辨率，指的是电镜能分辨出两个独立点之间最小距离的能力。简单说就是 「看小点有多清楚」。200kV 级别的主流产品，点分辨率大概在 0.20.25 纳米这个区间。

信息分辨率，比点分辨率更高一级，指的是从高分辨像里能提取出来的最高分辨率信息。这个指标更能反映一台电镜的真实性能上限，因为它跟球差校正、图像重构技术都有关系。

拿行业里最主流的对标产品 —— 赛默飞 Talos F200X 来比：

Talos F200X：点分辨率≤0.25nm，HRTEM 线分辨率≤0.10nm，信息分辨率约 0.11nm

国仪量子 TEMF200：点分辨率 0.25nm，信息分辨率优于 0.1nm

国仪量子公布的TEM-F200半导体FinFET器件成像结果，局部放大图展示晶格条纹细节，FFT分析结果标注为1.045 Å。该数值是企业公布的图像分析结果，不应直接等同于信息分辨率指标。图片来源：国仪量子。

从参数上看，国仪量子 TEMF200 的点分辨率跟 Talos F200X 基本持平，信息分辨率甚至略占优。说「进入第一梯队」是站得住的。

更值得注意的是同场发布的另一款产品：首台国产 TEM 专用光纤耦合 CMOS 相机。

透射电镜的探测器以前也是进口的重灾区。一台电镜里，相机的成本占比不低，而且长期被 Gatan（赛默飞旗下）等厂商垄断。这次国仪量子把相机也一起做出来了，意味着核心部件的自主化程度又高了一层 —— 以后卖整机的时候，不用再卡别人的脖子买探测器。

硬件参数追平了，核心部件也做出来了，但这只是第一步。真正离国产替代还有多远，得往下看。

一个做量子的公司，怎么把电镜全做出来了？

很多人第一次听说国仪量子做透射电镜，第一反应都是：这公司不是做量子的吗？怎么跑去做显微镜了？

国仪量子 2016 年成立于合肥高新区，起家确实是量子精密测量 —— 基于中科大的技术，做电子顺磁共振波谱仪（EPR）、量子钻石原子力显微镜这些量子精密测量仪器。它的创始团队来自中科大杜江峰院士团队，贺羽是联合创始人、董事长。

量子精密测量和电子显微镜，底层技术是相通的：都需要极精密的光学系统、极高真空环境、极微弱信号探测、极高精度的电磁控制。用量子技术做出来的精密测量能力，其实正好可以迁移到电子显微镜上。

国仪量子的产品路线走得很有章法：

第一步，从扫描电镜切入。 扫描电镜技术门槛比透射电镜低一些，先做这个把工程化能力、供应链、客户服务体系跑通。国仪量子的场发射扫描电镜已经卖了不少，在材料、半导体、高校科研市场有了口碑。

第二步，做双束电镜。 在扫描电镜基础上加聚焦离子束，变成 "双束系统"，既能成像又能做微纳加工。这个应用场景更工业级，客户从高校扩展到了半导体、先进制造企业。

第三步，攻透射电镜。 先从 120kV 做起 —— 这里有个很多人不知道的背景：2024 年 1 月发布的首台国产场发射透射电镜 THF120，就是生物岛实验室和包括国仪量子在内的团队联合做的，商业化主体是两家合资的广州慧炬科技。也就是说，国仪量子不是第一次碰透射电镜，它在 120kV 阶段就已经深度参与了国产透射电镜的产业化。

第四步，冲上 200kV。 在 120kV 的技术积累上，国仪量子独立做出了自己品牌的 200kV 场发射透射电镜。

现在它成了全球少有的几家能同时做扫描电镜、双束电镜、透射电镜全系列产品的厂商。今年 8 月 11 日刚在科创板上市，股票代码 688828，是继国盾量子之后安徽第二家上市的量子科技企业。上市后两个月就发了 200kV 透射电镜这个重磅产品，节奏很快。

从量子精密测量起家，一路做到电镜全系列，国仪量子走的其实是一条「技术同源、产品分级落地」的路 —— 底层都是精密测量和精密光学，产品从低门槛到高门槛一步步往上打。

国仪量子公布的7075铝合金TEM-BF与STEM-HAADF成像结果，可用于观察晶内析出相、晶界析出相及晶界附近的微观结构 | 图源：国仪量子

国产替代不是「参数追平」就完了

但先别急着欢呼「国产高端科学仪器全面替代」。

参数追平只是第一步，离真正被行业广泛采用，还有好几道坎。

第一道坎是软件生态和应用方法。

进口电镜用了几十年，全球的科研人员、应用方法、数据格式、附件生态都是围绕它们的软件建起来的。你用赛默飞的电镜，对应的 EDS 能谱软件、EELS 分析软件、三维重构软件、各种应用方案都很成熟，发论文的数据格式都是通用的。

国产机器就算硬件参数追平了，软件好不好用、附件兼不兼容、有没有成熟的应用方案，都需要时间积累。而且硬件做出来只是开始 —— 怎么用它去看芯片缺陷？怎么做材料界面分析？怎么用在生物样品上？每个行业、每个应用方向都需要专门的方法学开发。进口厂商养了一大批应用科学家干这个，国产厂商要补上这块，得一个个行业去啃。

第二道坎是客户信任和验证周期。

科研院所和企业买一台几百万上千万的电镜，决策周期很长。新品牌的机器好不好用、稳不稳定、售后跟不跟得上，不是看发布会就能信的。

高校买设备要走招标流程，要参考已有用户的评价，要看同领域其他实验室用得怎么样。芯片企业买设备更谨慎 —— 产线上的设备要是出问题，损失是按小时算的，不会轻易拿产线去试国产新设备。

一个国产科学仪器品牌，从发布到真正进入主流采购清单，通常需要五到十年的口碑积累。

回顾一下国产透射电镜这几年的进度：

2024 年 1 月，生物岛实验室联合团队发布首台国产 120kV 场发射透射电镜 THF120，年底签下首批订单；

2025 年 6 月，苏州博众精工旗下博众仪器发布 200kV 场发射商用透射电镜；

2026 年 10 月，国仪量子发布 200kV 场发射透射电镜 TEMF200。

三年时间，从 120kV 走到 200kV，从实验室样机走到量产交付，速度不慢。但国产电镜在国内市场的占有率还很低，进口品牌仍然占主导地位。离全面替代进口确实还有距离。

以后怎么判断国产科学仪器是真突破？

这件事其实给了一个判断国产科学仪器新闻的实用框架。以后再看到「国产 XX 突破」「打破国外垄断」的标题，可以从三个维度来判断它的分量：

一看性能是不是真到了同级国际主流水平。

不是说国内领先—— 国内领先可能只是矮子里拔将军。要跟赛默飞、JEOL、日立这些头部厂商的同级别产品比，核心参数是不是在同一个区间里。如果参数差了一大截，那就是能做出来，但还谈不上追平。

二看是不是真能量产交付。

实验室样机不算数。科学仪器这个行业，最容易出现的情况是：实验室里做出来一台样机，参数很漂亮，但一到量产就各种不稳定 —— 今天这台分辨率好，明天那台就不行了。能稳定批量生产、每台都达到标称参数、有配套的质量控制体系和客户服务，才算真正进入产业阶段。很多科研成果卡在样机阶段很多年，就是过不了量产这一关。

三看有没有真实客户在用。

只有发布会没有用户案例，那就是产品发布；有第一批客户在实际科研和生产中用起来，甚至出了用国产仪器做出来的科研成果，才是真落地。

拿这三个标准套国仪量子 TEMF200：性能上进了第一梯队，量产交付也明确了，就看接下来第一批用户的实际反馈怎么样。前两步已经迈出去了，第三步还需要时间。

结语

目前能确定的是，国仪量子把 200kV 透射电镜从能做出来推进到了能交付，这一步的意义比很多人想象的要大。

高端科学仪器这个领域，卡的不是某一个零件，是一整套工业体系 —— 设计能力、制造工艺、供应链、软件生态、应用方法、售后服务。任何一个环节掉链子，整机都站不住。国仪量子能走到今天，说明这套体系在国产电镜领域已经开始成形了。

对国产科学仪器来说，真正的拐点不是某一台设备发布，而是越来越多的实验室和产线开始默认它是一个可选项 —— 买进口电镜不再是唯一选择，国产设备能真正进入采购清单的短名单。这个拐点，可能还需要几年，但方向已经清楚了。

合肥这个城市，过去几年在量子计算、量子通信、可控核聚变这些大科学装置上不断出成果。现在国仪量子的电镜做出来，其实是另一个信号：合肥的量子科技，正在从基础研究走向产业化，从大科学装置走向能卖钱的工业产品。这个转型能不能成，接下来几年很关键。

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