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第1楼2018/11/15
从蔡司的“明智之举:EVO10扫描电镜替代台式扫描电镜”说开去
在蔡司网站上,有这样一篇推文“明智之举:选择蔡司EVO10,替代台式扫描电子显微镜”在广泛宣传。通过搜索 “蔡司台式电镜”,推文链接赫然在首页中明显位置。从推文可明确得知,蔡司目前不做台式扫描电镜,且从众多角度观察,蔡司应无意发展台式扫描电镜,若有朝一日突然推出台式电镜,那这一篇“明智之举”就会让人感觉很愚蠢,这种大品牌自我打脸的概率应该较小!
图1:聪明选择/愚蠢的选择
蔡司显微镜闻名世界,其电子显微镜在业内也数一数二,占有重要地位。蔡司EVO10也算是传统热发射枪(钨灯丝/六硼化镧电子枪)扫描电镜中的佼佼者。看到“明智之举”,我们感到惊讶。伟大的护栏网总会让你发现意想不到的事情,拿大型电镜来置换微型电镜,说的让人心动,拼多多的诱惑不及于此。
图2:拼了
图3:蔡司电镜和驰奔电镜,
图4:钨丝枪扫描电镜等级
图5:蔡司样品仓
EVO10作为A级扫描电镜,样品仓尺寸φ310x220mm,看起来好像比驰奔B级电镜Veritas还大很多,真空排量大,然而其样品台XYZ有效行程才80x100x35mm(腔体空间有效利用率低);驰奔Genesis-II型,样品仓采用立方腔体,更小的尺寸, XYZ有效行程为60 x 90 x 60 mm,和EVO10在同一个量级。同样是A级产品,EVO10笨重庞大,而Genesis-II显得更小精干。A00级Cube台式电镜相比EVO10更显渺小。
图6:电镜安装俯视图
型号 | 外形尺寸(宽x深x高mm) | 重量(Kg) |
EVO10 | 784x1015x1500 | >500 |
Genesis-II | 600x630x1300 | <150 |
Cube200 | 410x440x520 | 65 |
其次,捋一捋A00级台式扫描电镜的前世今生,发展路径及当前台式扫描电镜定位。
台式扫描电镜(TT-SEM)相对钨灯丝传统扫描电镜(W-CSEM ),基本要求是体积小重量轻,价格便宜,满足部分用户需求,由此出发,大概发展情况如下:
图7:台式扫描电镜发展
1970年代日本厂商台式扫描电镜机型,二次电子(SE)图像分辨率30-50nm;
1980年代我国开发的台式电镜,设计放大倍数30000x,极限分辨率20-30nm;
(很多人都没想到,国内曾经造过,不过根儿早就都断没了。)
1990年代,整个电镜市场跌落低迷,台式电镜市场空白期;
2000年后,日本小公司帅先推出袖珍型扫描电镜,2004年日立推出台式电镜TM1000,极限分辨率30nm,极限有效放大1-2万倍;
2010年左右,日立推出TM3000型,极限有效放大提高到3万倍,宣传一如既往的“好”,尽管操作相比W-CSEM显得非常拖沓,但已开始注重专业型TT-SEM发展。
2017年,日立又推出TM4000型,体积重量差不多情况下,极限有效放大倍数提高到10万倍,也就是W-CSEM极限分辨率范畴。宣传一如既往的”好”。在展会上见过演示,拖沓的操作性能依旧,总之从趋势上看,核心性能越来越接近W-CSEM。
2018年驰奔科技推出Cube-200型第二代T T-SEM,成像能力和W-CSEM类似,样品台行程到成像性能等各项核心指标及配置均优于TM4000,而主机体积相当于日立TM4000的85%左右,做到小而精,尽管在宣传上没有太多渲染,但已表现出世界领先理念台式扫描电镜特征。
图8:日立台式电镜和驰奔台式电镜比较
型号 | 外形尺寸(宽x深x高mm) | 样品台行程(X、Y、Z mm) |
TM4000 | 330×614×547 | X: 40、Y:35、Z:0 (手动) |
Cube200 | 410×440×520 | X:45、Y:45、Z:50mm (马达) |
应该说TT-SEM一直伴随W-CSEM发展, 相当长时间内,为保证体积小重量轻,主要是削足适履降低性能减少配置,例如使用两级磁透镜,用永磁透镜替代电磁透镜,降低高压电源配置,减少真空逻辑,降低样品台自由度等;所谓傻瓜模式不过是W-CSEM常用的某个固定工作条件状态,让稍微有些电子显微专业能力的用户也不认同,说是鸡肋产品不为过;2010年以前,TT-SEM主要聚焦在部分产业用户上,随着我国教育产业化修成正果,高等教育产业对电镜需求猛增,台式电镜有了更大市场,但从技术上对W-CSEM市场不足以构成威胁,对专业用户来说,不过是锦上添花,聊有胜于无。
2010年以后,TT-SEM市场增长势头开始超越W-CSEM增长,越来越多的人体验过或使用过TT-SEM,市场中电子显微应用专业人士也嬉笑怒骂七嘴八舌,给TT-SEM提意见或建议,TT-SEM开始迎合更大使用群体口味注重专业发展。
图9:专业级台式扫描电镜
毕竟TT-SEM“鞋子”要很小,发展高性能、低价格是非常困难的。据我们了解,蔡司在2012年左右,也曾经仔细研究过TT-SEM,想利用一家韩国台式电镜厂商来OEM。那个韩国厂商做出的TT-SEM其实就是落后的W-CSEM改进型, “大脚裹成六寸金莲”,估计是恶心到蔡司了。蔡司按照他们的“美好”愿望提出整改,然而不能如愿,最终放弃OEM。蔡司提出“明智之举”,可能是不屑“削足适履”或者仍然厌恶着“六寸金莲”。我们觉得对蔡司来说,做好一款小巧精致的台式电镜,也并非比EVO10简单,做差了让人耻笑,做好了成本不会比EVO10低多少,它的“明智之举”其实是眼看着EVO市场被夺走的无奈之举。
图10:无奈之举
自2010年以来至今,专业TT-SEM已经发展了好几代,当前驰奔Cube200台式电镜表现更为优异,如果安装环境相同,成像性能和EDS分析能力已经和蔡司EVO10差不多。
驰奔电镜自开创以来,一直致力于W-CSEM保持高性能小型化,无论是A级还是B级扫描电镜,产品尺寸体积在同类中最小,设计思想着眼在电子束聚焦点周围,有效功能不差、拓展性能优异。这些技术积累造就了A00级Cube200第二代优秀的“三寸金莲”高性能台式扫描电镜。
据有关统计,类似Cube200专业型T T-SEM可替代80%以上的W-CSEM,这将节约大量社会资源,包括购置成本、维护费用、占地费用等。相反,如果全部使用EVO10替代台式电镜,将产生巨大浪费。
Cube200台式电镜能够为场发射扫描电镜(FE-SEM)提供样品筛查,为产业用户设定类傻瓜模式操作。
图11:专业台式扫描电镜主要应用SE/BSE/EDX
类似EVO10这种 A级扫描电镜,是复杂扫描电子显微分析的起步机型,我们认为奔Genesis-II型可以替代蔡司EVO10是合理的,可满足样品多方位观察、微区高精度化学元素定量或微区晶体结构取向分析等复杂应用。
图12: A级扫描电镜主要应用SE/BSE/EDX/WDX/EBSD…
EVO10在同类产品中是显得比较豪华的,相比Genesis-II型要贵不少,让人家用它替代台式扫描电镜的一些常规基本功能,就显得荒诞!
蔡司“明智之举”很大程度是说给自己听的。“明智之举”不过是贱卖告示,至于贱到啥程度,客官自己去掂量。至少其国内代理商一边卖着蔡司的EVO,一边卖着其他品牌的 “六寸金莲”台式电镜,根本不听 “明智之举”这一套忽悠。
扫描电镜作为研发工具,在高级材料器件研制中起到重要作用,选择合适的研发测试工艺路线,将事半功倍,而充分了解仪器设备可以实现的效能是前提。本文希望大家能根据有限资源,充分调研,选购合适扫描电镜,而不是听别人的“明智之举”。
一颗蒲公英
第7楼2018/12/11
咋一看以为是Zeiss喷驰奔呢。。。
看着看着又不对。。。
中间有一句说的:台式不代表简单,做好了,成本未必会比EVO10低,这很实在。
台式我觉得最大最大的弊端,其实还是自由的扩展能力较差,比如有的用户想做EBSD,想做CL的,都没有足够的空间去实现。
最大的优势是没有了那么严格的环境(楼层、震动)要求了,维护省心了。。。
但是,现在做分析的话,钨灯丝也在被抛弃的路上了吧。。。
真的有钱,那都是直接从场发射考虑了。
变革从未止步,特别是对于现在的科技爆炸时代,台式电镜也就花了5年左右的时间,改变了钨灯丝电镜的市场地位;谁知道,明天谁会颠覆谁的市场。。。
p3328293
第8楼2019/04/22
奔驰电镜是哪里产的?