博眾精工研究院：中國被卡脖子裝置之透射電子顯微鏡亟需國產化

電子顯微鏡行業觀察系列（一）

近年來，全球各界人士對中國晶片行業的現狀和受全球不確定經貿環境的影響表示了極大的關注，中國政府和產業界也致力於積極推動晶片行業的跨越性發展，這已經是一個萬眾矚目的行業。而晶片的研發離不開高階科學儀器裝置的支援，尤其是要想進入奈米世界，更需要藉助於透射電子顯微鏡這種高精密儀器裝置進行微觀探索。

“中國光學之父”王大珩曾說過“儀器是認識世界的工具”。1609年，伽利略用自制望遠鏡，第一次看到了月球環形山，開啟了近代天文學。上世紀40年代，透射電子顯微鏡的發明，讓人類進入到微觀世界，當前的技術已達到原子級水平。400年來，人類就是在科學儀器的不斷改進中，發展出現代科技文明。20世紀以來，60%以上的諾貝爾獎獲得者，使用自己設計的儀器，發現了人類未知的東西。

博眾精工研究院認為，在當前中美貿易戰的國際政治經濟大環境下，透射電子顯微鏡作為基礎科學研究中觀察微觀世界的“火眼金睛”，對半導體、材料科學、生命科學等重要領域的基礎科研和新材料探索起著不可替代的作用，而這些應用領域對我國的國防、科研、生物醫藥、半導體工業等建設發展舉足輕重。

所謂工欲善其事，必先利其器。科研發展水平的快慢，與所用的科學儀器裝置發展的快慢相輔相成。如果中國透射電子顯微鏡行業不能儘快實現最大程度的自主可控，則中國基礎科研可能長期處於被“卡脖子”之中。

一、要想實現中國透射電子顯微鏡行業突破性的快速發展，需要對中國透射電子顯微鏡行業的現狀有著清醒的認識： 中國透射電子顯微鏡行業幾乎被外資品牌壟斷，對中國科研鉗制作用顯著

透射電子顯微鏡屬於高度壟斷、高技術門檻型行業，其中美國的賽默飛世爾科技（Thermofisher）、日本的日本電子株式會社（JEOL）和日立（Hitachi）這三家企業，在2021年佔據了全球透射電子顯微鏡90%以上的市場份額，而國產化尚屬空白。

2021年全球透射電子顯微鏡銷售額約6。6億美元，預計2028年將達到9。7億美元，2022年至2028年期間，年複合增長率CAGR為5。7%。

（1） 全球市場透射電子顯微鏡主要廠商2018-2020年銷量

（2） 中國市場透射電子顯微鏡主要應用領域消費量

在行業內的壟斷地位成為這些國外透射電子顯微鏡製造商牟取暴利的底氣，他們利用在市場上的主導地位，掌握了市場定價權，而且各自壟斷了自家產品的售後服務，甚至要求客戶先付款後維修。其中部分關鍵零部件屬於耗材，利潤空間巨大。儀器對科研工作的重要性不言而喻，這些現狀極大地增加了我國科研裝置的使用成本，並且迫使我國科技在前沿領域的研究發展一直受制於裝置商。

二、透射電子顯微鏡在中國各行業的應用幾乎無處不在，戰略性行業更是必不可少

透射電子顯微鏡，簡稱透射電鏡，是把人類觀察從宏觀世界帶入到原子級微觀世界的透視眼。透射電子顯微鏡，是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像，影像放大、聚焦後在成像器件（如熒光屏、膠片、以及感光耦合元件）上顯示出來。

透射電鏡主要應用於半導體、材料科學、生命科學等領域。採購主體方面，主要是高校院所、醫院、企業、鋰電公司、半導體公司等。 從全球範圍看，透射電鏡在

半導體和晶片研發、缺陷分析和工業檢測等方面應用顯著

，近年來半導體市場需求規模持續增長。未來，基礎科學研究、工業檢測、產品開發、技術創新與政府支援將會推動全球透射電鏡市場規模進一步擴大

。中國當下正在大力發展半導體行業，對透射電鏡的需求將持續增長。

十四五規劃中明確指出“制定實施戰略性科學計劃和科學工程，推進科研院所、高校、企業科研力量最佳化配置和資源共享。加強高階科研儀器裝置研發製造”。透射電子顯微鏡作為高階科學儀器裝置，對其研製開發，實現工程化更是符合了國家發展的迫切需要。

當前中美貿易戰，國內許多企業單位被列入美國實體清單，透射電鏡作為限售產品不能對這些單位出售，不僅嚴重影響了單位的科學研究，而且還阻礙了應用領域的有關技術發展。同時，日本作為主要的透射電子顯微鏡生產國，可能會跟隨美國的腳步，也對中國進行出口限制。2022年2月，俄烏爆發戰爭，國際環境複雜多變。2022年5月，日本便開始向俄羅斯禁售電子顯微鏡等14種尖端科技產品。基於此，大力發展透射電鏡實現國產化替代，已成為中國當下迫在眉睫的任務。

因此，不但要大力支援中國透射電鏡行業的發展，而且要為中國透射電鏡的研製和銷售提供更多的政策和市場支援。

此點可借鑑中國之前比較成功的航空航天、高鐵、網際網路、電信等行業，提升其需求側強化模式，讓有透射電鏡需求的所有高校、科研單位和企業，特別是央企首先列出自己的研發需求清單，然後透過結對聯合攻堅或者招投標模式來完成需求“工作單”。讓更多的透射電鏡相關企業能獲得巨大的內迴圈市場和使用過程中持續最佳化升級自身技術的機會，從而實現全產業鏈的捆綁發展，全面提升中國透射電鏡的整體水平，最大程度地實現國產替代。

一旦中國的透射電鏡獲得巨大的市場支援，則龐大的市場需求足以為資金和人才密集型的電子顯微鏡行業提供可持續的發展資源，實現基礎科研裝置與產業的深度連結和快速更新迭代，相信中國一定會出現既有雄心壯志、又有家國情懷和擔當的企業在此領域實現趕超和引領。

（本文作者衛龍騰來自博眾精工研究院）