四点探针与电阻率测试设备

FT-3110系列全自动四探针测试仪一.功能描述：四点探针法，全自动化运行测量系统，PC软件采集和数据处理；参照A.S.T.M 标准方法测试半导体材料电阻率和方块电阻；可设定探针压力值、测试点数、多种测量模式选择；真空环境，可显示：方阻、电阻率、显示2D,3D扫描/数值图、温湿度值、提供标准校准电阻件. 报表输出数据统计分析.FT-3110系列全自动四探针测试仪二.适用范围晶圆、非晶硅/微晶硅和导电膜电阻率测量；选择性发射极扩散片；表面钝化片；交叉指样PN结扩散片；新型电极设计，如电镀铜电阻测量等；半导体材料分析，铁电材料，纳米材料，太阳能电池，LCD，OLED，触摸屏等. FT-3110系列全自动四探针测试仪三.技术参数： 规格型号FT-3110AFT-3110B1.电阻10^-5～2×10^5Ω10^-6～2×10^5Ω2.方块电阻 10^-5～2×10^5Ω/□10^-6～2×10^5Ω/□3.电阻率 10^-6～2×10^6Ω-cm10-7～2×106Ω-cm4.测试电流 0.1μA.μA.0μA，100μA，1mA， 10mA，100mA1A、100mA、10mA、1mA、100uA、10uA、1uA、0.1uA5.电流精度 ±0.1% 6.电阻精度 ≤0.3%7.PC软件操作PC软件界面：电阻、电阻率、电导率、方阻、温度、单位换算、电流、电压、探针形状、探针间距、厚度 、2D、3D图谱、压力、报表生成等8.压力范围：探针压力可调范围：软件控制,100-500g可调9.探针针间绝缘电阻：≥1000MΩ；机械游移率：≤0.3%圆头铜镀金材质，探针间距1mm；2mm；3mm选配，其他规格可定制10.可测晶片尺寸选购 晶圆尺寸：2-12寸（6寸150mm，12寸300mm）；方形片：大至156mm X 156mm 或125mm X 125mm11.分析模式单点、五点、九点、多点、直径扫描、面扫描等模式的自动测试12.加压方式测量重复性：重复性≤3% 13.安全防护具有限位量程和压力保护 误操作和急停防护 异常警报14.测试环境真空15.电源输入: AC220V±10%.50Hz 功 耗：瑞柯全自动四探针测试仪

油介损及体积电阻率测定仪油杯清洗方法、常见故障A1170技术指导产品介绍产品名称：油介损及体积电阻率测定仪产品型号：A1170概 述：油介损及体积电阻率测定仪用于测定在试验温度下呈液态的绝缘材料的介质损耗因数及体积电阻率，包括变压器、电缆及其它电气设备内的绝缘液体。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。适应标准：GB/T5654油杯三种清洗方法测量前，应对油杯进行清洗，这一步骤非常重要。因为绝缘油对极微小的污染都有极为敏感的反应。因此必须严格按照下述方法要点进行。方法一：⑴ 完全拆卸油杯电极；⑵ 用中性擦皂或洗涤剂清洗。磨料颗粒和磨擦动作不应损伤电极表面；⑶ 用清水将电极清洗几次；⑷ 用无水酒精浸泡各零件；⑸ 电极清洗后，要用丝绸类织物将电极各部件的表面擦拭干净，并注意将零件放置在清洁的容器内，不要使其表面受灰尘及潮气的污染；⑹ 将各零部件放入100℃左右的烘箱内，将其烘干。有时由于油样很多，所以在测试中往往会一个接一个油样进行测试。此时电极的清洗可简化。具体做法如下：⑴将仪器关闭，将整个油杯都从加热器中拿出，同时将内电极从油杯中取出；⑵ 将油杯中的油倒入废油容器内，用新油样冲洗油杯几次；⑶ 装入新油样；⑷ 用新油样冲洗油杯内电极几次，然后将内电极装入油杯。这种以油洗油的方式可大大提高了测量速度，但如遇到特别脏的油样或长时间不用时，应使用方法一。方法二：⑴ 将电极杯拆开（参见油杯示意图）。⑵ 用化学纯的石油醚和苯彻底清洗油杯的所有部件。⑶ 用丙酮再次清洗油杯，然后用中性洗涤剂漂洗干净。⑷ 用5%的磷酸钠蒸馏水溶液煮沸5分钟，然后，用蒸馏水洗几次。⑸ 用蒸馏水将所有部件清洗几次。⑹ 将部件在温度为105～110℃的烘箱中，烘干60～90分钟。⑺ 各部件洗净后，待温度降至常温时将其组装好。方法三：超声波清洗方法⑴ 拆开油杯。⑵ 用溶剂冲洗所有部件。⑶ 在超声波清洗器中用肥皂水将所有部件振荡20分钟；取出部件，有自来水及蒸馏水清洗；在用蒸馏水振荡20分钟。方法四：溶剂清洗法⑴ 拆开油杯。⑵ 用溶剂冲洗所有部件，更换二次溶剂。⑶ 先用丙酮，再用自来水洗涤所有部件。接着用蒸馏水清洗。⑷ 将部件在温度为105～110℃的烘箱中，烘干60～90分钟。 当试验一组同类没有使用过的液体样品时，只要上次试验过的样品的性能优于待测油的规定值，可使用同一个电极杯而无需中间清洗。如果试验过的前一样品的性能值劣于待测油的规定值，则在做下一个试验之前必须清洗电极杯。常见故障1、屏幕显示“电极杯短路”答：首先查看内电极与外电极的定位槽是否对准，再检查“内电极”安装是否有松动。2、屏幕显示“请进行【空杯校准】”答：空杯电容值不在60±5pF的范围内的时候，需要空杯校准；①油杯的内外电极未放好或内电极未组装好，有放电现象；②油杯不干净，在内外电极之间有杂质需要进行清洗 。3、蜂鸣器响5声后仪器返回到开机界面。答：①检查空杯电容值是否在60±5pF范围之内，②检查油杯是否放 好，有无放电现象。4、在做直流电阻率时，电化60秒时间不变化。答：检查仪器的时钟是否在运转，调整时钟。5、被设电压参数个位显示不为零时，怎么办？答：用【减小】键使被设电压值变为最小，再用【增加】键调整即可。

石油产品质量分析在其生产、储运和市场流通环节起着重要作用，石油产品分析仪器现已广泛应用于油田、炼油厂、陆海空交通运输、海关及油品质量监督部门。作为中国仪器仪表行业重要组成部分的油品分析仪器，在疫情席卷全球的情况下，仍然在各大行业中起到必不可少的作用。随着各项技术工艺的发展，仪器仪表产品也在不断的更新换代。各大分析仪器品牌如雨后春笋，在市场中同台竞技，用户可选择的产品也更多了。企业不断推出自己的品牌产品。在刚刚过去的半年里，又有不少企业研发出多项仪器仪表新品。 得利特为了跟上油品分析仪器发展大潮，不断积累经验，创新技术，研发升级自产油品分析仪，近日，又有一款升级产品投入市场，它就是油体积电阻率测定仪。下面得利特为大家讲一下它的升级点在哪里？A1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据，根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。技术参数测试电压：500VDC测试范围： 10 7～10 13Ωcm重 复 性：＞10 12Ωcm ≯25% ，＜10 12Ωcm ≯15% 加热功率： 100W 控温范围： 10℃～100℃ 控温精度： ±0.5℃ 测量误差： ≤±10%测试电极杯： 3个环境温度：0～40℃相对湿度：≤85% 工作电源： AC220V±10%，50Hz 升级点：1.采用双CPU微型计算机控制。2.控温、检测、打印、冷却等自动进行。3.采用**转换器，实现体积电阻率的高精度测量。4.具有制冷和加热功能。5.整机结构合理，安全方便。

石化产业是国民经济重要的支柱产业，产品覆盖面广，资金技术密集，产业关联度高，对稳定经济增长、改善人民生活、保障国防安全具有重要作用。但仍存在产能结构性过剩、自主创新能力不强、产业布局不合理、安全环保压力加大等问题。石油化工产业作为高污染性产业，面临结构性改革的矛盾，国家政策引导对于促进石化产业持续健康发展具有重要意义。得利特顺应发展研发生产了系列石油产品分析仪器。最近技术人员仍然继续着研发工作并且将原来的产品做了部分升级改造。A1150液体介质体积电阻率测定仪符合DL/T421标准，适用于测定绝缘油和抗燃油体积电阻率，可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点采用双CPU微型计算机控制。控温、检测、打印、冷却等自动进行。采用**转换器，实现体积电阻率的高精度测量。具有制冷和加热功能。整机结构合理，安全方便。技术参数测量范围：0.5×108～1×1014Ωcm分辨率：0.001×107Ωcm重复性： ≤15% 再现性： ≤25%控温范围：0～100℃ 控温精度：±0.5℃电极杯参数：极杯类型：Y－18　　　　　　极杯材料：不锈钢显示方式：液晶显示打印机：热敏型、36个字符、汉字输出环境温度：5℃～40℃ 环境湿度：≤85%工作电源：AC220V±10% ，50Hz功 率：500W外形尺寸：500mm×280mm×330mm重　　量：17.5kgA1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据，根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。具有结构简单、线性度好、灵敏度高、测试结果稳定、操作安全等优点，其性能远高于通常的电压电流法。仪器由参数测量系统、油杯加热控温系统两部分组成，具有自动计时、液晶显示功能。可测量绝缘油体积电阻率。 技术参数测试电压：500VDC测试范围： 10 7～10 13Ωcm重复性： ＞10 12Ωcm ≯25% ，＜10 12Ωcm ≯15% 加热功率： 100W 控温范围： 10℃～100℃ 控温精度： ±0.5℃ 测量误差： ≤±10%测试电极杯： 3个环境温度：0～40℃相对湿度：≤85% 工作电源： AC220V±10%，50Hz

如今市场需求总体继续扩大，但增速下降。一方面，随着城镇化和基础设施建设的不断深入，基本原材料的需求还将保持一定增速，但增速会有所降低，人们日常生活用品也不会有太大的提高；另一方面，人们的消费升级以及生活方式和消费模式的改变，将提高或改变市场需求，促进与经济发展相配套的石化化工产品升级换代。因此，预计“十四五”期间，传统石化化工产品，如成品油、大宗化工产品等，在很长的一段时间内消费保持低速增长态势，甚至有些个别产品还会有略微下降；而在与智能制造、电子通信、中高生活消费品和医药保健等有关的化工产品，主要是电子化学品、纺织化学品、化妆品原材料、快餐用品、快递服务用品、个人防护和具备特殊功能的化工新材料等，都将会有很大增幅。同时安全生产、绿色发展的要求日益提高。石化化工生产“易燃、易爆、有毒、有害”特点突出，尤其是近几年，化工行业事故频发，特大恶性事故连续不断，给人们生命财产造成重大损失，在社会各界造成极其恶劣的影响。随着我国城镇化的快速推进，原来远离城市的石化化工企业已逐渐被新崛起的城镇包围，带来了许多隐患。“十四五”期间，社会各界将更加紧盯各地石化化工企业，石化化工企业进入化工园区，远离城镇布局将成为必然要求，安全生产也将是企业必须加强的一门必修课。绿色发展已经在社会上形成共识，坚持绿色发展是行业必须要强化的理念，一方面要补足以往的环保欠账；另一方面还要针对不断提高环保标准买单，这对行业来说，是一个巨大的挑战。A1170自动油介损及体积电阻率测定仪符合GB/T5654标准，用于测定在试验温度下呈液态的绝缘材料的介质损耗因数及体积电阻率，包括诸如变压器、电缆及其它电气设备内的绝缘液体。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点1、采用中频感应加热，室温加热至控温（90℃）并恒温自动测量仅需 15分钟。2、同时测量油介损及体积电阻率或任选一项。3、采用大屏幕液晶显示器，只需按照中文菜单提示，输入指令，仪器即可自动工作。4、具有通讯功能，可配置电脑进行实时监测，动态观察油介损值随油温变化并描绘成图。5、自动显示测量结果，并进行数据打印保存。6、具有过压、过流、短路保护，并具有高压指示，还具有报警提示功能。技术参数体积电阻率测量电压：DC500V±10%体积电阻率范围：2.5×106～2×1013Ω.m精度: 高于±10%电阻测量范围:2M～2TΩ介损测量范围：0.00001～1介损值分辨率：0.00001电容测量范围：10.0pF～200.0pF电容值分辨率：0.01pF空杯电容：60±5pF 介损值测量精度：±（1%读值+0.02%）电容值测量精度：±（1%读值+1pF）工作电源：AC220V±10%，50Hz测控温范围：室温～119.9℃测控温稳定度:±0.5 相对湿度：≤85%介损测量电压：1.5kV、2.0kV、2.5kV（常规使用2.0kV）(正接法) 环境温度：-5℃～50℃外形尺寸：480mm×400mm×420mm重　　量：25.7kg

新品推荐——液体介质体积电阻率测定仪01产品介绍产品名称：液体介质体积电阻率测定仪型号：A1153执行标准：DL/T 421-2009《电力用油体积电阻率测定法》A1153液体介质体积电阻率测定仪适用于测定绝缘油和抗燃油体积电阻率。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。02仪器特点1采用双CPU微型计算机控制。反应速度快，抗干扰强。2进样，控温、检测、打印、冷却，清洗自动进行，操作简便。3采用三电极双控温结构，控温精度高，温度波动≤0.5℃，避免因温度波动影响结果。4电极采用特殊工艺加工，表面光滑度Ra≤0.012μm，确保电极间隙2mm，从而使结果更准确。5电极杯绝缘材料选用PTFE高分子材料，受热不变型，且不吸水，既能保证空杯电容又有利于清洗油杯。6同时具有制冷和加热功能，既可以做绝缘油也可做抗燃油。一机两用经济实惠。7具有开盖防触电保护功能，开盖自动切断高压。03技术参数•测量范围：0.5×106～1×1015Ωｍ •分 辨 率：0.001×107Ωｍ•重 复 性：＞1010 Ωｍ，≯２５％ ＜1010 Ωｍ，≯１５％ •再 现 性：≤25%•控温范围：10～100℃ •控温精度：±0.5℃•空杯电容：30pF±1pF •实验电压：DC 500V•显示方式：液晶显示•打 印 机：热敏型、36个字符、汉字输出 •工作电源：AC220V±10%，50Hz•功 率：500W•外形尺寸：500mm×380mm×350mm•重 量：17.5kgEND

安装篇2020年春节前夕，通过工程师的安装调试和细致的讲解培训，二代电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜（PSM II）在杭州创新研究院顺利安装并完成验收。该系统是国内二套PSM II，也是国内六套PSM。PSM II将用于块体和薄膜热电材料的塞贝克系数、均匀度检测与新型热电材料的研究。这套设备的投入使用将帮助杭州创新研究院在热电材料领域取得更快的发展。 德国工程师Dieter Platzek（中）与用户老师合影 设备篇电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜是由德国PANCO公司与德国宇航中心联合研发的一款可以测量热电材料Seebeck系数二维分布的设备。自推出以来，该设备获得全球多个实验室的一致好评，已经成为快速检测样品性能的重要手段。后经研发人员的进一步升，全新推出的二代电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜-PSM II具有更高的位置分辨率和测量精度。 产品特点：● 可以测量Seebeck系数二维分布的全球商业化设备。● 的力学传感器可以确保探针与样品良好的接触。● 采用锁相技术，精度超过大型测试设备。● 快速测量、方便使用，可测块体和薄膜。主要技术参数：● 位置定位精度：单向 0.05μm；双向 1μm● 大扫描区域：100 mm × 100 mm● 测量区域精度：5μm (与该区域的热传导有关)● 信号测量精度：100 nV （采用高精度数字电压表）● 测量结果重复性：重复性误差优于3%● 塞贝克系数测量误差： 测量功能梯度材料的梯度● 观察材料退化效应● 监测 NTC/PTC 材料的电阻漂移● 固体电介质材料中的传导损耗● 阴材料的电导率损耗● 巨磁阻材料峰值温度的降低，电阻率的变化● 样品的质量监控电导率-塞贝克系数扫描探针显微镜-PSM II

绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前都要注意什么？绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前请仔细阅读以下内容，否则将造成仪器损坏或电击情况。1. ◇检查仪器后面板电压量程是否置于10V档，电流电阻量程是否置于104档。2. ◇接通电源调零，（注意此时主机不得与屏蔽箱线路连接）在“Rx”两端开路的情况下，调零使电流表的显示为0000。然后关机。3. ◇应在“Rx”两端开路时调零，一般一次调零后在测试过程中不需再调零。 4. ◇测体积电阻时测试按钮拨到Rv边，测表面电阻时测试按钮拨到Rs边，5. ◇将待测试样平铺在不保护电极正中央，然后用保护电极压住样品，再插入被保护电极（不保护电极、保护电极、被保护电极应同轴且确认电极之间无短路）。6. ◇电流电阻量程按钮从低档位逐渐拨，每拨一次停留1-2秒观察显示数字，当被测电阻大于仪器测量量程时，电阻表显示“1”，此时应继续将仪器拨到量程更高的位置。测量仪器有显示值时应停下，在1min的电化时间后测量电阻，当前的数字乘以档次即是被测电阻。7. ◇测试完毕先将量程拨至（104）档，然后将测量电压拨至10V档， 后将测试按钮拨到中央位置后关闭电源。然后进行下一次测试。8. ◇接好测试线，将测试线将主机与屏蔽箱连接好。量程置于104档，打开主机后面板电源开关按钮。从仪器后面板调电压按钮到所要求的测量电压。(比如：GBT 1692-2008 硫化橡胶 绝缘电阻率的测定 标准中注明要求在500V电压进行测定，那么电压就要升到500V)9. ◇禁止将“RX”两端短路，以免微电流放大器受大电流冲击。10. ◇不得在测试过程中不要随意改动测量电压。11. ◇测量时从低次档逐渐拨往高次档。12. ◇接通电源后，手指不能触及高压线的金属部分。13. ◇严禁在试测过程随意改变电压量程及在通电过程中打开主机。14. ◇在测量高阻时，应采用屏蔽盒将被测物体屏蔽。15. ◇不得测试过程中不能触摸微电流测试端。16. ◇严禁电流电阻量程未在104档及电压在10V档，更换试样。技术指标1、电阻测量范围 0.01×104Ω～1×1018Ω2、电流测量范围为 2×10-4A～1×10-16A3、仪器尺寸 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm4、内置测试电压 100V、250V、500V、1000V5、基本准确度 1% (*注)6、内置测试电压 100V、250、500、1000V7、质量 约2.5KG8、供电形式 AC 220V，50HZ，功耗约5W9、双表头显示 3.1/2位LED显示安全注意事项1. 使用前务必详阅此说明书，并遵照指示步骤，依次操作。2. 请勿使用非原厂提供之附件，以免发生危险。3. 进行测试时，本仪器测量端高压输出端上有直流高压输出，严禁人体接触 ，以免触电。4. 为避免测试棒本身绝缘泄漏造成误差，接仪器测量端输入的测试棒应尽可 能悬空，不与外界物体相碰。5. 当被测物绝缘电阻值高，且测量出现指针不稳现象时，可将仪器测量线屏 蔽端夹子接 上。 例如： 对电 缆测缆 芯与 缆壳的 绝缘 时，除 将被 测物两 端分 别接于 输入 端与高压 端， 再将电 缆壳 ，芯之 间的 内层绝 缘物 接仪器 “G”，以消 除因 表面漏 电而 引起的测 量误 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法， 即将 被测物 置于 金属屏 蔽盒 内，接 上测 量线。

探针台是一种很专业的仪器，它主要的功能就是针对半导体元件进行检测，这里面说的半导体元件指的是集成电路，分立器件，光电器件，传感器等元件以及封装的测试。通过探针台配合测量仪器可完成集成电路的电压，电流，电阻和电容电压特性曲线等参数检测。可以适用于对芯片进行科研分析，抽查检测等；可以保证这些半导体元件的质量，缩短研发时间和器件制作工艺的成本，所以，它的存在对于制造半导体的企业来说是非常重要的。随着半导体市场的逐步开放和增长，作为半导体检测的必备仪器—探针台的市场也在逐年增长和扩大中，不论是海外品牌还是国产品牌，近几年在半导体检测仪器市场中的规模都在逐年扩大。由于高校的管理模式及制度，探针台大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中，对探针台的统计分析或可一定程度反映科研领域相关仪器的市场信息（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，部分仪器品牌信息不全则根据型号等信息补全，不完全统计分析仅供读者参考）。不同地区（省/市）仪器分布情况本次统计，共涉及探针台的总数量为235台，涉及20省（直辖市/自治区），84家单位。其中，上海市共享磁测量仪器数量最多达63台，占比29%，涉及17所高校、研究院所和企事业单位等，上海如此高的占比主要是由于其集成电路等半导体产业发达。上海市探针台主要来自于上海华岭集成电路技术股份有限公司，共有25台，占上海市总共享探针台的11%。仪器所属学科领域分布从仪器所属学科领域分布可以看出，探针台主要用于电子与通信技术、物理学和材料科学研究，占比分别为32%、17%和14%。不过，信息科学与系统科学和信息与系统科学相关工程与技术两个学科重合度较高，合计占比达16%，比材料科学略高。需要注意的是，以上统计存在交叉分布的情况，即该仪器同时属于多类学科领域。仪器所属单位性质分布那么这些仪器主要分布在哪些单位呢？统计结果表明，共享探针台主要分布于高校中，占比达60%，这一结果主要是因为共享仪器平台的仪器由高校上传所致，统计结果并不能体现出此类仪器的市场分布。不过共享仪器最多的确实企业中的上海华岭集成电路。而高校和科研院所共享数量TOP5分别为清华大学、苏州大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、东南大学、北京大学，这些高校院所都具有集成电路研发的基础。探针台主要品牌分布探针台品牌所属地区分布这些探针台主要品牌为美国Cascade、美国Lake Shore和日本东京精密，占比分别为28%、23%和16%。Cascade是全球领先的的探测系统、探针、探测器等产品的设计生产商，公司成立于1983年，总部设在美国俄勒冈州西北部城镇，为全球晶圆级测试的销售、服务和应用而存在，自主拥有150多项专利技术。Lake Shore公司成立于1968年，位于美国俄亥俄州哥伦布市，是低温与磁场科研设备的国际领导者。主要产品包括：振动样品磁强计、低温真空探针台、霍尔效应测量系统、低温控温仪、低温传感器、高斯计、磁通计等。可以看出，目前我国高校院所的探针台仍以进口为主，大部分市场被美日产品垄断，进口产品占比超过90%。此外，在统计过程中，笔者发现探针台常与半导体参数测量仪搭配联用，而搭配的半导体参数测量仪主要是美国Keithley的4200-SCS型号的产品。这是美国泰克旗下的吉时利品牌的一款产品。不过目前该型号已下架，最新款是4200A-SCS型号，4200A-SCS 参数分析仪支持许多手动和半自动晶片探测器和低温控制器，包括 MPI、Cascade MicroTech、Lucas Labs/Signatone、MicroManipulator、Wentworth Laboratories、LakeShore Model 336 低温控制器。Keithley 4200A-SCS 参数分析仪本次共享探针台仪器盘点，涉及等Cascade、Lake Shore、东京精密、MPI、Janis、SUSS、东京电子、奕叶、Signatone、ARS、FORMFACTOR、MPI等三十多家厂商，呈现出三超多强局面。探针台高校院所市场将爆发随着集成电路产业的爆发式发展，2018 年开始，将集成电路设置成一级学科的提案开始出现。2018 年中国科学院院士王阳元在新时期中国集成电路产业论坛中提议，微电子学科提升为一级学科。学术界和产业界对集成电路成为一级学科异常关注。2019 年 10 月 8 日，工信部官网发布《关于政协十三届全国委员会第二次会议第 2282 号（公交邮电类 256 号）提案答复的函》中表示，工信部与教育部等部门将进一步加强人才队伍建设，推进设立集成电路一级学科，进一步做实做强示范性微电子学院。去年12月30日，国务院学位委员会、教育部正式下发关于设置“集成电路科学与工程”一级学科的通知。过去一年来，北京航空航天大学、安徽大学、广东工业大学、中山大学、清华大学等国内多所高校均成立集成电路相关学院。随着集成电路学院的纷纷成立，高校院所对半导体相关仪器设备需求将剧增，探针台作为半导体检测的重要仪器，相关市场将爆发。

3月13日，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，明确到2027年，工业、农业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。《方案》明确了5方面20项重点任务，其中在实施设备更新行动方面，提到要提升教育文旅医疗设备水平，明确指出将“推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平；严格落实学科教学装备配置标准，保质保量配置并及时更新教学仪器设备……”以下为仪器信息网整理的高等职业学校光伏发电技术与应用专业仪器设备装备规范，以飨读者。表1 基础实验仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所教学实训 目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范电 工 电 子 实 验 室1.理解基 本电路原 理；2.会识读 电气图纸； 3.会根据 测量信号 分析电路 工作特性； 4.掌握常 用电子元 器件识别 的基本检测方法；5.掌握常 用电子仪 器仪表的 使用方法。1电 工 电 子 实 验 台1.能验证电路基本定理定律；2.具有基本电参数的测量功能；3.可完成 R、L、C 等电路元件的特性分析及 电路实验；4.具备单相、三相交流电路的实验功能；5.具有模拟电子电路、 具有数字电子电路的 实验功能；6.具有漏电保护功能。台10202万用表1.直流电压： （0～25）V；20000Ω/V （0～500）V；5000Ω/V； ±2.5%；2.交流电压：（0～500）V；5000Ω/V；±5.0%； 3.电阻： 量程，0～4kΩ~40kΩ~400kΩ~ 4MΩ~40MΩ 25Ω 中心； ±2.5%；4.音频电平： -10dB～+22dB。台10203信号发 生器1.频率范围： 0.1Hz～1MHz；2.输出波形： 正弦波、方波、三角波、脉冲 波；3.输出信号类型： 单频、调频、调幅等； 4.外测频灵敏度：100mV；5.外测频范围： 1Hz～10MHz；6.输出电压： ≥20Vp-p(1MΩ) ，≥10Vp-p(50Ω)；7.数字显示； TTL/CMOS 输出；台10204双踪示 波器1.频宽： 20MHz；2.偏转因数： 5 mV/div～20 V/div； 3.上升时间： ≤17 ns；4.垂直工作方式： CH1、CH2、ALT、CHOP、 ADD ；5.扫描时间因数： 0.2μs/div～0.5s/div； 6.触发方式： 自动、常态、TV-H、TV-V；7.触发源： 内(CH1,CH2,交替)、外、电源； 8.触发灵敏度：内触发不小于 1div，外触 发不小于 0.5Vp-p。台10205交流毫 伏表1.测量范围： 0.2mV～600V；2.频率范围： 10Hz～600kHz；3.电压测试不确定度： ±1%；4.输入阻抗： 1MΩ。台1020表2 基础实训仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所教学实训 目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范电气控制与PLC控制实训室1. 了解单 相、三相 交流电机 的基本电 气控制原 理 与 方 法 。 2. 掌 握 电气系 统 一般故 障的产生 原因与故 障排除方 法；3. 熟 悉 PLC 基 本 指令编程 方法，掌 握 用 PLC 控制简单 对象的方 法 和 技 能。1电气控 制 与 PLC 控 制实验 装置1.具有可靠的漏电保护功能；2.配有常用低压电器，可在该装置上完成 低压电器控制实验实训项目；3.采用可编程逻辑控制器进行控制实训项 目；4.输入电源：三相四线制，380V±38V， 50Hz；单相 ，220V±22V，10A，50Hz；直 流电源，24V/2A；5．I/O 点＞20；6.可进行 PLC 硬件接线与软件编程功能， 能对 PLC 进行安装与维护操作；7．有可用 PLC 控制的控制对象，实现其动 作执行；8．有可供开放式连接的按钮及 I/O 量和模 拟量输入传感器。套1020电力电子实训室1.理解常 见电力电 子器件工 作原理； 2.理解常 见整流电 路工作原 理；3.理解逆 变电路工作原理。1电力电 子实训 装置1.具有可靠的漏电保护功能；2.可进行单相、三相不可控整流电路连接 与测试实验；3.可进行单相、三相可控整流电路连接与 测试实验；4.可进行单相桥式有源逆变电路实验； 5.可进行单相交流调压电路实验；6.可进行三相交流调压电路实验；7.可进行六种直流斩波电路(Buck、Cuk、 Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta)的电路 实验；8.可进行单相交直交变频电路实验；9.可进行正弦波(SPWM)逆变电路实验； 10.可进行全桥 DC/DC 变换电路实验。台1020表3 专业实验仪器设备装备要求实 训教 学 场 所实训教学目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准代码备注合格示范光 伏 原 理 及 应 用 实 验 室1. 了解光照 条件和其它环 境因素对太阳 能电池发电量 的影响；2.了解光伏产 业链不同环节 的生产工艺流 程；3.了解光伏发 电的应用；3.理解控制器、蓄电池、 逆变器的工作 原理，掌握其 使用方法；4.能进行光伏 发电系统的安 装与调试；5.能进行太阳 能电池的电性 能测试。1光伏电 池特性 测试仪1.能测试不同光强度下完整的 I-V 曲线、P-V 曲线、开路电压和短路 电流；2.能测试太阳能电池负载特性及转 换效率等。台20402太阳光 测试仪1.具有检测太阳光强度的功能；2.具有检测太阳光有效辐射 的功 能；3.具有检测分析太阳光光谱 的功 能。套10203环境检 测仪能够检测风速、温度、露点、湿度、 气压、海拔高度等环境参数套124光伏产 品展示 柜（室）1.展示硅砂、工业硅、太阳能级硅、 硅块、硅棒、硅片等原材料；2.展示各型电池片；3.展示单晶硅、多晶硅和非晶硅等 光伏组件以及其它类型光伏电池；4.展示典型光伏产品，如： 太阳能手电筒、太阳能充电器等；5.光伏产业工艺流程展示图。套115光伏发 电实验 装置1.系统包括：光伏组件、控制器、 逆变器、蓄电池、光源和负载；2.系统各部件之间相对独立，可根 据实验要求连接；3.能进行光伏发 电原理 的相关实 验，包括 I-V 特性曲线实验、直流 负载实验、充放电实验、逆变和交 流负载实验。套1020光伏系统安全 应符合GB/T 20047.1-2006表3 专业实验仪器设备装备要求(续)实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范光 伏 材 料 检 测 实 验 室1.能进行硅 片的外观特性检测；2.能利用冷 热探针法测 量半导体类型；3.能利用四 探针电阻率 测量法对半 导体材料电 阻率及薄层 电阻进行检测；4.能进行单 晶硅、非晶 硅的非平衡 少数载流子寿命的测量；5.会对硅片 制绒时的绒 面，丝网印 刷时的栅线 宽度等进行 检测；1游标卡尺测量范围： 0mm～200mm；测量精度：机械游标卡尺 0.02mm；数显游标卡尺 0.01mm。把4040示范数显游标卡尺不少于20把2翘 曲 度 测 量仪翘曲度测量范围:1μm～20μm； 重复精度：0.5%；测量参数：曲率半径、晶圆弯曲高 度、翘曲度。台23P-N 型测试 仪测量范围：电阻率： 0.01Ω ²cm～200Ω ²cm功耗：≤30W。台5104四 探 针 电 阻 率 测 试 仪数字电压表量程：0 mV～199.999mV；灵敏度： 1μV；输入阻抗： 1000MΩ 可测电阻范围： 1μΩ~1MΩ 可测硅片尺寸：Φ15 mm~Φ200mm。台5105半 导 体 少 子 寿 命 测 量仪寿命测试范围： ≥2μs；光脉冲发生装置：重复频率≥25 次/s；脉宽≥60μs；光脉冲关断时间≤5μs；红外光源波长：1.06μm～1.09μm；低输出阻抗，输出功率≥1W； 配用示波器：频带宽度不低于 10MHz。台11表3 专业实验仪器设备装备要求(续)实 训 教 学 场 所实训教学目 标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范光 伏 材 料 检 测 实 验 室6.会根据单 晶硅和多晶 硅太阳能电 池的电性能 参数进行分 选。6电子天平量程： ≥100g；精度： ≤0.01g；称盘尺寸： ≥150mm³200mm。台127金 相 显 微 镜物镜倍数： 5X、10X、20X、50X、 100X；目镜倍数： 10X；观察功能： 明场、高级暗场、圆偏 光；可配图像分析系统(摄像头、图像 分析软件)。台5108太 阳 能 电 池分选机光谱范围：应符合 GB/T 6495.9－2006（等级 A）要求；辐照强度调节范围：70 mW/cm2～120mW/cm2；辐照不均匀度≤3%；辐照不稳定度≤3%；测试结果一致性≥99%；电性能测试误差≤2%；有效测试面积≥125mm³125mm； 有效测试范围：0.1W～5W；测试参数：短路电流、开路电压、 最大功率、最大电流、填充因子、 转换效率、测试温度。台129椭偏仪光源：氙灯；波长范围：250 nm～830nm； 波长分辨率：1.0 nm；入射角范围：20º~90º 入射角精度：0.001º 椭偏参数精度：D ±0.02º、 Y ±0.01º 光学常数精度优于 0.5% 膜厚准确度： ±0.1nm。台12表4 专业实训仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准代码备注合 格示 范光 伏 组 件 加 工 实 训 室1.了解光 伏组件的组成；2.了解光 伏组件的 生产工艺流程；3.掌握电 池片切割、 测试、焊 接、串接、 敷设、组件 层压、修 边、装框、 接线盒安 装等操作方法；4.掌握光 伏组件光电性能的 检测方法； 5. 掌 握 异 常情况下 的处理方 法。1激光划 片机激光波长： 1.064μm；激光重复频率： 200Hz～50kHz；激光功率： ≥20W；划片线宽：≤300μm；最大划片速度：≥100mm/s；划片精度：≤10μm工作电源： 380V（220V）/50Hz使用电源功率：≥2.5kVA。台122台11表4 专业实训仪器设备装备要求(续)实 训 教 学 场 所执行标准 代码备 注合 格示 范光 伏 组 件 加 工 实 训 室同上

前道量检测根据测试目的可以细分为量测和检测。量测主要是对芯片的薄膜厚度、关键尺寸、套准精度等制成尺寸和膜应力、掺杂浓度等材料性质进行测量，以确保其符合参数设计要求；而检测主要用于识别并定位产品表面存在的杂质颗粒沾污、机械划伤、晶圆图案缺陷等问题。广义上的半导体检测设备，分为前道量测（又称半导体量测设备）和后道测试（又称半导体测试设备）。前道量检测主要用于晶圆加工环节，目的是检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达到设计的要求或者存在影响良率的缺陷，属于物理性的检测。仪器信息网近期特对一年内半导体前道检测用光学显微镜、聚焦离子束、电子显微镜、四探针和椭偏仪的中标讯息整理分析，供广大仪器用户参考。（注：本文搜集信息全部来源于网络公开招投标平台，不完全统计分析仅供读者参考。）各月中标量占比2019年10月至2020年9月，根据统计数据，检测设备的总中标数量为142台。2019年10月至2020年1月，平均中标量约15台每月。2020年2月，由于疫情影响，半导体量测仪器市场低迷。从2020年3月起，随着国内疫情稳定以及企业复产复工和高校复学的逐步推进，光刻设备市场逐渐回暖，其中9月产品中标量高达21台。招标单位地区分布本次盘点，招标单位地区分布共涉及25个省份、自治区及直辖市。其中，广东省采购量最多，达33台，远超其他地区。在广东省的采购中，以光学显微镜和四探针设备为主，采购单位多数为高校。采购单位性质分布从光刻设备的招标采购单位来看，高校是采购的主力军，采购量占比高达63%，企业和科研院所的采购量分别占比17%和20%。值得注意的是，企业和科研院所采购检测设备的平均价格较高。这表明，前道检测设备主要用户集中于研发领域。各类检测设备占比从各类前道检测设备占比来看，根据搜集到的中标数据可知，四探针、椭偏仪、电子显微镜和光学显微镜占比分别为32%、25%、22%和18%。这里的光学显微镜包含了金相显微镜和体视显微镜。值得注意的是，企业采购以电子显微镜为主，而高校采购则以四探针为主，科研院所各类设备采购数量差距不大。本次设备中标盘点，涉及椭偏仪品牌有颐光科技、SEMILAB、J.A.Woollam、海瑞克、HORIBA等；四探针品牌有广州四探针、瑞柯、苏州晶格、海瑞克、品鸿科技、海尔帕、普西工业、Napson Corporation、三菱等。其中，各品牌比较受欢迎的产品型号有：HORIBA UVISEL 研究 级经典型椭偏仪 这款仪器是HORIBA公司20多年技术积累和发展的结晶，是一款高准确性、高灵敏度、高稳定性的经典椭偏机型。即使在透明的基底上也能对超薄膜进行精确的测量。采用PEM相位调制技术，与机械旋转部件技术相比，能提供更好的稳定性和信噪比。同时，这款仪器提供多种光谱范围选择，还针对紫外、可见和近红外提供优化的PMT和IGA探测器。 FT-330 系列四 探针测试 仪 FT-330系列普通四探针方阻电阻率测试仪是按照硅片电阻率测量的国际标准（ASTM F84）及国家标准设计制造该仪器设计符合GB/T 1551-2009 《硅单晶电阻率测定方法》、GB/T 1551-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流两探针法》、GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流四探针法》并参考美国 A.S.T.M 标准设计。本机配置232电脑接口及USB两种接口，采用范德堡测量原理能改善样品因几何尺寸、边界效应、探针不等距和机械游移等外部因素对测量结果的影响及误差，比市场上其他普通的四探针测试方法更加完善和进步,特别是方块电阻值较小的产品测量，更加准确。FT-341 双电测 电四探针 方阻电阻率测试仪 这款仪器采用四探针双电测量方法，适用于生产企业、高等院校、科研部门，是检验和分析导体材料和半导体材料质量的一种重要的工具。同时，仪器配置各类测量装置可以测试不同材料。双电测数字式四探针测试仪是运用直线或方形四探针双位测量。该仪器设计符合单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国 A.S.T.M 标准。利用电流探针、电压探针的变换，进行两次电测量，对数据进行双电测分析，自动消除样品几何尺寸、边界效应以及探针不等距和机械游移等因素对测量结果的影响，它与单电测直线或方形四探针相比，大大提高精确度，特别是适用于斜置式四探针对于微区的测试。点击此处进入【电子显微镜】【聚焦离子束】【四探针测试仪】和【椭偏仪】等专场，获取更多产品信息。更多资讯请扫描下方二维码，关注【材料说】

获取材料甚至是器件整体的热学特性，是相关研究与开发当中非常有意义的课题。随着研究对象特征尺寸的不断减小，研究者们对具有高热学分辨率和高水平方向分辨率的表面温度表征方法以及与之相应的仪器的需求也日益显著。在诸多潜在的表征技术当中，扫描热学显微镜（Scanning Thermal Microscopy）是其中颇为有力的一种，它可以满足特征线度小于100 nm的研究需求。然而，这种表征方法，对纳米探针的结构及功能特性有比较高的要求，目前商用的几种纳米探针受限于各自的结构特点，均有一定的局限性而难以满足相应要求，也就限制了相应表征方法的发展与应用。着眼于上述问题，奥地利格拉茨技术大学的H. Plank团队提出了基于纳米热敏电阻的三维纳米探针，用于实现样品表面温度信息的超高分辨表征。相关成果于2019年六月发表在美国化学协会的期刊ACS Applied Materials & Interfaces上（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 2522655-22667. Three-Dimensional Nanothermistors for Thermal Probing.）。 图1 三维热学纳米针的概念、结构、研究思路示意图 H. Plank等人提出的这种三维纳米探针的核心结构是一种多腿（multilegged）纳米桥（nanobridge）结构，它是利用聚焦离子束技术直接进行3D纳米打印而获得的，因而可以直接制作在（已经附有许多复杂微纳结构与微纳电路、电的）自感应悬臂梁上（self-sensing cantilever, SCL）。由于纳米桥的每一个分支的线度均小于100 nm，因而需要相应的表征策略与技术来系统分析其纳米力学、热学特性。为此，H. Plank研究团队次采用了有限元模拟与SEM辅助原位AFM（scanning electron microscopy-assisted in situ atomic force microscopy）测试相结合的策略来开展相应的研究工作，并由此推导出具有良好机械稳定性的三维纳米桥（垂直刚度达到50 N/m?1）的设计规则。此后，H. Plank引入了一种材料调控方法，可以有效提高悬臂梁微针的机械耐磨性，从而实现高扫描速度下的高质量AFM成像。后，H. Plank等人论证了这种新式三维纳米探针的电响应与温度之间的依赖关系呈现为负温度系数（?(0.75 ± 0.2) 10?3 K?1）关系，其探测率为30 ± 1 ms K?1，噪声水平在±0.5 K，从而证明了作者团队所提出概念和技术的应用潜力。 图2 三维热学纳米针的制备及基本电学特性 文中在进行三维纳米探针的力学特性及热学响应方面所进行的AFM实验中，采用了原位AFM技术，堪称一大亮点。研究所用的设备为奥地利GETec Microscopy公司生产的AFSEMTM系统，AFSEMTM系统基于自感应悬臂梁技术，因此不需要额外的激光器及四象限探测器，即可实现AFM的功能，从而能够方便地与市场上的各类光学显微镜、SEM、FIB设备集成，在各种狭小腔体中进行原位的AFM测试。此外，通过选择悬臂梁的不同功能型针，还可以在SEM或FIB系统的腔体中，原位对微纳结构进行磁学、力学、电学特性观测，大程度地满足研究者们对各类样品微区特性的表征需求。着眼于本文作者的研究需求来讲，比如探针纳米桥的分支在受力状态下的力学特性分析，只有利用原位的AFM表征技术，才可以同时获取定量化的力学信息以及形貌改变信息。当然，在真空环境下使用原位AFM系统表征微区的力、热、电、磁信息的意义远不止于操作方便或同时获取多种信息而已。以本文作者团队所关注的微区表面热学分析为例，当处于真空环境下时，由于没有减小热学信息成像分辨率的、基于对流的热量转移，因而可以充分发挥热学微纳针的潜能，探测到具有高水平分辨率的热学信息。 图3 利用AFSEM在SEM中原位观测nanobridge的力学特性 图4 将制备所得的新型纳米热学探针安装在AFSEM上，并在SEM中进行原位的形貌测量：a）SEM图像；b）AFM轮廓图像

科学仪器的发展，不断促进对新材料的探索，从而直接或间接影响各科技领域的方方面面。工欲善其事必先利其器，深化与落实科学仪器的自主研发，更是科技攻关的桥头堡。扫描隧道显微镜（STM），及一系列扫描探针显微镜（SPM） ：原子力显微镜（AFM）、扫描近场光学显微镜（SNOM） 等，掀起一场纳米技术革命，广泛应用于材料表面纳米尺度局域电子态、形貌以及分子振动等丰富物性的研究。电输运性质作为材料的关键参数，被广泛关注。集成多个独立STM的多探针STM系统，通过施加电/力等调控手段，实现纳米尺度、原位表征材料局域电子态与局域电输运性质，有望加速后摩尔时代新器件的基础研究。四探针 STM 可实现微观体系的四端法测量，有效消除接触电阻带来的测量误差，获得材料的本征电导率。多个独立探针的协同操纵和成像，往往需要相同数量的多套STM控制系统。随着STM探针／压电驱动部件的增加，多探针控制系统的成本和复杂度急剧增加。因此，发展低成本、高效率、可扩展的通用控制解决方案，实现STM控制系统分时操纵多个探针、乃至探针阵列的技术十分必要。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究团队多年来一直致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用，在前沿科学研究取得一系列重要成果。同时，他们也在相关高精尖仪器自主研制方面不断积累，奠定了扎实的基础。物理所技术部郇庆/刘利团队一直致力于科研仪器设备的自主研发，与所内外多个课题组紧密合作，在核心关键部件、成套系统等方面取得了一系列成果（包括一台商业化四探针系统的彻底升级改造【Review of Scientific Instruments, 88(6):063704, 2017】、光学-低温扫描探针显微镜超高真空联合系统【Review of Scientific Instruments 89, 113705 (2018)】和新一代高通量薄膜制备及原位表征系统【Review of Scientific Instruments 91, 013904 (2020)】的自主研制）。两个团队再次密切合作、联合攻关，共同指导N04组博士生严佳浩（已毕业，爱尔兰科克大学博士后）、马佳俊、王爱伟（已毕业，国家纳米中心博士后）、马瑞松（已毕业，物理所关键技术人才）等同学成功研制并搭建了一台多探针STM分时复用切换系统，完成单个STM控制系统依次操纵多个探针在纳米尺度下的成像与定位，以及维持探针位置后的局域电输运测量。该系统采用的核心思路为研发团队首次提出，软硬件均完全自主研发，采用了ARM + DSP + FPGA多核数字平台来兼备复杂切换逻辑、多路高精度高速并行采样与数据处理，涉及C/C++与Verilog HDL编程语言，并提供图形操作界面以提高易操作性，具备多项独特优点：1）单个探针内大、小扫描管及多个探针间的无缝切换，无瞬态抖动；2）皮安级电流切换；3）任意单个探针具备毫米级移动范围与原子级空间分辨；４）多个探针可无限靠近，最小距离仅取决于针尖曲率半径；５）原位、纳米尺度、相同区域内，STM成像与电输运测量。该联合研发团队用６年多时间对系统进行了反复地设计优化和改进，并进行了全面性能测试。该研发成果所涉及的多项关键技术，如微弱信号的放大与切换、高稳定电压保持、复杂控制逻辑等，是未来大规模探针阵列应用的重要技术基础。分时切换的核心思路具有可扩展性强、成本低廉的特点，有望在材料基因组研究高通量表征领域有广泛的应用。该系统的详细介绍发表在近期的《科学仪器评论》杂志上【Review of Scientific Instruments 92, 103702 (2021) doi: 10.1063/5.0056634】。该工作得到了中国科学院关键技术研发团队项目(GJJSTD20200005)、国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(11927808)和国家自然科学基金委青年基金项目(12004417)等的支持。图1：分时复用切换方案图2：分时复用系统硬件设计图3：分时复用切换系统软件架构图4：分时复用切换系统部分图形用户界面图5：单STM探针空间定位图6： 多探针切换与空间定位附：Rev. Sci. Instrum. 92, 103702 (2021).pdf

薄膜方块电阻和厚度测量 —KLA45年电阻测量技术创新的桌面型解决方案 在半导体芯片等器件工艺中，后道制程中的金属连接是经过金属薄膜沉积，图形化和蚀刻工艺，最后在器件元件之间得到导电连接。对于半导体、PCB、平板显示器、太阳能应用和研发等不同行业，对各种金属层（包括导电薄膜、粘附层和其他导电层）都有各种各样的电阻和厚度的量测需求，KLA Instruments&trade Filmetrics® 事业部能够提供先进的薄膜电阻测量解决方案。金属薄膜的电阻测量主要包括两种技术：四探针法和涡流法。两种测量技术各有其优势，适用于不同的应用场景。我们先来了解一下这两种技术的测量原理。问什么是四探针测量技术？ 四探针测量技术已经存在了 100 多年，由于其操作简单以及固有的准确性，一直备受青睐。如下图所示，四探针与导电表面接触，电流在两个引脚之间流过，同时测量另外两个引脚之间的电压。标准的（左）和备用的（右）四探针测量原理图。R50具有双配置测量方法，通常用于薄膜边缘出现电流集聚或引脚间距变化需要校正的情况。引脚的排列方式通常是线性排列或方形排列，此处主要讨论 R50 探针使用的线性排列。对于大多数应用而言，使用的是标准测量配置 （上图左）。而备用测量配置（上图右）可作为 R50 双配置测量方法的一部分，用于薄膜边缘电流集聚或需要校正引脚间距变化的情况。此处展示的测量结果仅使用了标准测量配置。问什么是涡流测量技术？ 涡流 (EC) 技术是指线圈中的交变电流会在导电层中产生交变涡流。这些交变涡流反过来会产生一个磁场，从而改变驱动线圈的阻抗，这与该层的方块电阻成正比。涡流技术通过施加交变磁场，测量导电层中感应的涡流。线圈中的交变驱动电流会在线圈周围产生交变初级磁场。当探测线圈接近导电表面时，导电材料中会感应出交变电流 （涡流）。这些涡流会产生自己的交变次级磁场并和线圈耦合， 从而产生与样品的方块电阻成正比的信号变化。导电层越导电，涡流的感应越强，驱动线圈的阻抗变化就越大。 自1975年KLA的第一台电阻测试仪问世以来，我们的电阻测试产品已经革 命性地改变了导电薄膜电阻和厚度的测量方式。而R50方块电阻测试仪则是KLA超过45年电阻测量技术发展的创新之作。R50提供了10个数量级电阻跨度范围使用的4PP四探针测试技术，以及高分辨率和高灵敏度的EC涡流技术，续写了KLA在产品创新能力和行业先锋地位的历史。 R50 方块电阻测量数据分析和可视化 无论是四探针法还是涡流法，方块电阻 (Rs) 测量完成后， 用户根据自己需求，可以直接导出方块电阻值，也可以使用 RsMapper 软件中的转换功能，将数据直接转换为薄膜厚度：Rs = ρ/t其中 ρ 是电阻率，t 是薄膜厚度。上图显示了 2μm 标准厚度铝膜的方块电阻分布图和薄膜厚度分布图。根据方块电阻数据（左），利用标准电阻率（中），将数据转换为薄膜厚度分布图（右）。在某些应用中，将数据显示为薄膜厚度分布图可能更有助于观测样品的均匀性。RsMapper 软件还提供差异分布图，即利用两个特定晶圆的测绘数据绘制成单张分布图来显示两者之间的差异。此功能可以用来评估蚀刻或抛光工艺前后的方块电阻变化。问如何选择适当的测量技术？R50 分成2个型号：R50-4PP 是接触式四探针测量系统 ；R50-EC是非接触式涡流测量系统。R50-4PP能测量的最大方块电阻为 200MΩ/sq.，因而非常适合比较薄的金属薄膜。对于非常厚的金属薄膜，电压差值变得非常小，这会限制四探针技术的测量。它只能测量厚度小于几个微米的金属膜，具体还要取决于金属的电阻率。由于非常薄的金属薄膜产生的涡流很小，加上R50-EC 的探头尺寸非常小，所以使用涡流方法测量方块电阻时，金属厚度最薄的极限大约在 100 nm （或约10 Ω/sq.，与金属材料性质有关）。对于非常厚的金属薄膜，涡流信号会增加，因此对可测量的金属薄膜的最大厚度实际上没有限制。在四探针和涡流技术都可使用的情况下，一个决定因素就是避免因引脚接触样品而造成损伤或污染。对于这类样品，建议使用涡流技术。对于可能会产生额外涡流信号的衬底样品，并且在底部有绝缘层的情况下，则建议使用四探针技术。简而言之，Filmetrics R50 系列可以测量大量金属层。对于较薄的薄膜，它们的电阻较大而四探针的测量范围较大，因而推荐使用 R50-4PP（四探针）。对于非常厚的薄膜，或者需要非接触式测量的柔软或易损伤薄膜，推荐使用 R50-EC（涡流技术）。

当今科技迅猛发展，电子器件的小型化和性能提升是科研人员的极致追逐。其中，晶体管是当代电子设备中不可或缺的核心组件，其尺寸微缩和性能提升直接关系到整个电子行业的进步。与此同时，硅基场效应晶体管（FET）的性能逐渐逼近本征物理极限，国际半导体器件与系统路线图（IRDS）预测硅基晶体管的栅长最小可缩短至12 nm，工作电压不低于0.6 V，这决定了未来硅基芯片缩放过程结束时的极限集成密度和功耗。因此，迫切需要发展新型沟道材料来延续摩尔定律。 二维（2D）半导体具备可拓展性、可转移性、原子级层厚和相对较高的载流子迁移率，被视为超越硅基器件的下一代电子器件的理想选择。近年来，先进的半导体制造公司和研究机构，都在对二维材料进行研究。Lake Shore的低温探针台系列产品可容纳最大1英寸（25.4mm）甚至8英寸的样品，可以为二维半导体材料研究提供精准的温度磁场控制及精确可重复的测量，是全球科研工作者的值得信赖的工具。本文我们将结合近期Nature、Nature electronics期刊中的前沿成果，一起领略Lake Shore低温探针台系列产品在二维晶体管革新中的应用吧！ 图1. Lake Shore低温探针台1. 探针台电学测量揭秘最快二维晶体管——弹道InSe晶体管 对于二维半导体晶体管的速度和功耗方面的探索，北京大学电子学院彭练矛院士，邱晨光研究员课题组报道了一种以2D硒化铟InSe为沟道材料的高热速度场效应晶体管，首次使得二维晶体管实际性能超过Intel商用10纳米节点的硅基FinFET（鳍式场效应晶体管），并将工作电压下降到0.5V，称为迄今速度最快、能耗最低的二维半导体晶体管。相关研究成功以“Ballistic two-dimensional InSe transistors”为题发表于《Nature》上。 基于Lake Shore 低温探针台完成的电学测试表明，在0.5 V工作电压下，InSe FET具有6 mSμm-1的高跨导和饱和区83%的室温弹道比，超过了任何已报道的硅基晶体管。实现低亚阈值摆幅(SS)为每75 mVdec-1，漏极诱导的势垒降低(DIBL)为22 mVV-1。此外，10nm弹道InSe FET中可靠地提取了62 Ωμm的低接触电阻，可实现更小的固有延迟和更低的能量延迟积(EDP)，远低于预测的硅极限。 这项工作首次证实了2D FET可以提供接近理论预测的实际性能，率先在实验上证明了二维器件性能和功效上由于先进硅基技术，为2D FET发展注入信心和活力。2. 探针台光电测量揭示光活性高介电常数栅极电介质——2D钙钛矿氧化物SNO 与2D半导体兼容的高介电常数的栅极电介质，对缩小光电器件尺寸至关重要。然而传统三维电介质由于悬挂键的存在很难与2D材料兼容。为解决以上问题，复旦大学方晓生教授等人进行了大量研究实验，发现通过自上而下方式制备的2D钙钛矿氧化物Sr10Nb3O10（SNO）具有高介电常数（24.6）、适中带隙、分层结构等特点，可通过温和转移的方法，与各种2D沟道材料（包括石墨烯、MoS2，WS2和WSe2）等构建高效能的光电晶体管。文章以“Two-dimensional perovskite oxide as a photoactive high-κ gate dielectric”为题发表在Nature electronics上。图3. 具有SNO顶栅介电层的双栅WS2光电晶体管的电特性和光响应 基于Lake Shore探针台的光电测试表明，SNO作为顶栅介电材料，与多种通道材料兼容， 集成光电晶体管具有卓越的光电性能。MoS2晶体管的开/关比为106，电源电压为2V，亚阈值摆幅为88&thinsp mVdec-1。在可见光或紫外光照射下，WS2光电晶体管的光电流与暗电流比为~106，紫外(UV)响应度为5.5&thinsp ×&thinsp 103&thinsp AW-1，这是由于栅极控制和光活性栅极电介质电荷转移的共同作用。本研究展示了2D钙钛矿氧化物Sr2Nb3O10（SNO）作为光活性高介电常数介质在光电晶体管中的广泛应用潜力。 3. 探针台电学测量探索200毫米晶圆级集成——多晶MoS2晶体管 二维半导体，例如过渡金属硫族化合物（TMDs），是一类很有潜力的沟道材料，然而单器件演示采用的单晶二维薄膜，均匀大规模生长仍具挑战，无法应用于大尺度工业级器件制备。与单晶相比，多晶TMD的较大规模生长就容易很多，具备工业化应用集成的潜力。 有鉴于此，三星电子有限公司Jeehwan Kim和Kyung-Eun Byun 团队提出一种使用金属-有机化学气相沉积（MOCVD）制造大规模多晶硫化钼（MoS2）场效应晶体管阵列的工艺，与工业兼容，在商用200毫米制造设备中进行加工，成品率超过99.9%。文章以“200-mm-wafer-scale integration of polycrystalline molybdenum disulfide transistors”为题发表在Nature electronics上。 图4. 三种不同接触类型（a常规顶部接触，b多晶MoS2的底部接触，c单层MoS2底部接触）的电学特性和肖特基势垒高度 基于Lake Shore低温探针台CPX-VF的电学测试表明，相比于顶部接触，底部接触可以更好的消除2D FETs阵列中多晶2D/金属界面的肖特基势垒。没有肖特基势垒的多晶MoS2场效应晶体管表现良好，迁移率可达21 cm2V-1s-1，接触电阻可达3.8 kΩµ m，导通电流密度可达120µ Aµ m-1，可比拟单晶晶体管。4. Lake Shore低温探针台系列 美国Lake Shore公司的低温探针台根据制冷方式不同，主要分为无液氦低温探针台和消耗制冷剂低温探针台，其下又因为磁场方向、尺寸大小差别，有更多型号的细分，适用于不同应用场景（电学、磁学、微波、THz、光学等），客户可根据需要，选择不同的温度和磁场配置。客户可以选择自己搭配测试仪表集成各类测试，也可以选择我们的整体测试解决方案，如电输运测试、半导体分析测试、霍尔效应测试、铁电分析测试，集成光学测试等。图5. 低温探针台选型和适用的应用场景Lake Shore低温探针台主要特征☛ 最大±2.5 T磁场☛ 低温至1.6 K，高温至675 K☛ fA级低漏电测量☛ 最高67 GHz高频探针☛ 3 kV 高电压探针（定制） ☛ 大温区低温漂探针☛ 真空腔联用传送样品（定制）☛ ＜30 nm低振动适用于显微光学测量☛ 无需翻转磁场快速霍尔效应测试☛ 多通道高精度低噪声综合电学测量☛ 光电、CV、铁电、半导体分析测试参考文献：1. J. Jiang, L. Xu, C. Qiu, L.-M. Peng, Ballistic two-dimensional InSe transistors. Nature 616, 470-475 (2023).2. S. Li, X. Liu, H. Yang, H. Zhu, X. Fang, Two-dimensional perovskite oxide as a photoactive high-κ gate dielectric. Nature Electronics 7, 216-224 (2024).3. J. Kwon et al., 200-mm-wafer-scale integration of polycrystalline molybdenum disulfide transistors. Nature Electronics 7, 356-364 (2024).相关产品1、Lake Shore低温探针台系列

制造高品质的固态硅基量子器件要求高分辨率的图形书写技术，同时要避免对基底材料的损害。来自IBM实验室的Rawlings等人利用SwissLitho公司生产的3D纳米结构高速直写机NanoFrazor，结合其高分辨热探针扫描技术和高效率的激光直写功能，制备出一种室温下基于点接触隧道结的单电子晶体管（SET）。利用扫描探针可以确定佳焦距下的Z向位置，同时确定扫描探针和激光直写的位置补偿，研究人员在兼顾高分辨和高效率书写条件下得到小于100nm的度。利用CMOS工艺兼容几何图形氧化流程，研究人员在N型简并掺杂（＞1020/cm3）的缘硅基底上制备出该SET器件。所研究的三种器件的特性主要由Si纳米晶和嵌入SiO2中的P原子所控制，进而形成量子点（QDs）。量子点上电子尺寸微小且局域性强，保证了SET在室温情况下的稳定运行。温度测量结果显示在100 – 300 K的范围内，电流主要由热激发产生，但在＜100K时，主要以隧道电流为主。在硅基量子点器件的制备过程中，内部精细的功能器件区域一般要求高分辨率书写，但是在外部电相对粗糙的连接处仅需要高效的相对低分辨率刻蚀，这就是所谓的“混合搭配光刻”(mix-and-match lithography)。但是两种不同原理的书写技术结合应用会增加工作量，同时带来图形转移过程的位置偏差和对样品表面的污染。在本工作中，3D纳米结构高速直写机NanoFrazor系统将激光直写技术与高分辨热探针书写技术（XY: 10nm，Z: 1nm）相结合（如图1所示），这样可以利用热探针技术实现高分辨率区域的图形书写，而利用激光直写技术实现低分辨率区域的快速书写（如图2a所示， 蓝色区域为激光直写区域，深绿色区域为热探针书写区域），后实现一次性书写整体图形的高效性，同时避免了不必要流程所导致的表面污染和位置偏差。 图1：a) 热探针和激光透镜的结构示意图。b) 热探针连接在Z向压电传感器和位移台上，平行激光经透镜聚焦在样品表面。通过摄像头收集反射光实现样品成像，利用探针和激光的位置补偿进行表面书写。 图2：单电子器件（SET）的制作工艺流程示意。a) 器件图形示意，粉色区域为制备SET前的预图形书写区域。图形中央30μm×30μm区域中包含利用激光直写区域（蓝色）和利用热探针技术书写区域（深绿色）；b) 位置校准示意；c) 对书写区域进行定位。d) 利用热探针技术进行高分辨率书写（图2a中深绿色区域）；e) 利用激光直写技术进行低分辨率快速书写（图2a中蓝色区域）；f) 利用RIE实现图形向硅层转移；g) 通过热氧化得到器件通道中的点接触通道。 IBM专门研发设计的NanoFrazor 3D纳米结构高速直写机所采用的针是具有两个电阻加热区域，针上方的加热区域可以加热到1000℃，二处加热区域作为热导率传感器位于侧臂处，其能感知针与样品距离的变化，精度高达0.1nm。因此，在每行直写进程结束后的回扫过程中，并不是通过针起伏反馈形貌信息，而是通过热导率传感器感应形貌变化，从而实现了比AFM快1000余倍的扫描速度，同避免了针的快速磨损消耗。NanoFrazor 3D纳米结构高速直写机与传统的微纳加工设备，如纳米醮印、激光直写、聚焦离子束刻蚀FIB、电子束诱导沉积、电子束光刻EBL等技术相比，具有高直写精度 (XY: 高可达10nm, Z: 1nm)以及高直写速度（20mm/s 与EBL媲美），具备实时形貌探测的闭环刻写技术以及无需标记拼接与套刻等特技术优势。加上其性价比高，使用和维护成本低，易操作等特点，成为广受关注的纳米加工设备。拓展阅读：Fast turnaround fabrication of silicon point-contact quantum-dot transistors using combined thermal scanning probe lithography and laser writingC. Rawlings, Y. K. Ryu, M. Rüegg, N. Lassaline, etc.DOI: 10.1088/1361-6528/aae3df

成果名称 磁电阻特性测试仪(EL MR系列) 单位名称 北京科大分析检验中心有限公司 联系人 王立锦 联系邮箱 13260325821@163.com 成果成熟度 □研发阶段 □原理样机 □通过小试 &radic 通过中试 &radic 可以量产 合作方式 □技术转让 &radic 技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介： 本仪器专门为材料磁电阻特性测试而设计的，采用流行的USB接口将高精度的数据采集器与计算机相连，数据采集迅速准确；用户界面直观友好，极大地方便了用户的使用。 MR-150型采用电磁铁产生强磁场，高精度名牌仪表采集数据，精度高稳定性好适合科研中各类样品的磁电阻特性测试。 MR-4型采用亥姆霍兹线圈产生磁场，无剩磁。采用高精度名牌仪表采集数据，精度高稳定性好适合科研中AMR、GMR、TMR各类样品的磁电阻特性测试。 MR-2型采用集成化主机和多通道USB接口数据采集卡采集数据，稳定性好适合科研教学中性能较好的磁电阻样品测试。 MR-1型采用手动调节磁场和人工读数，适合与大中专院校本科生研究生的专业实验中使用。 主要技术参数: 一、系统控制主机：内含可1路可调恒流源（0.3mA~50mA）、2路4 1/2数字电压表和1块USB接口24bit数据采集卡；功耗50W。 二、自动扫描电源：0~± 5A，扫描周期8~80s。 三、亥姆霍兹线圈：0~± 160Gs。 四、测量专用检波与放大电路技术参数：输入信号动态范围为± 30 dB；输出电平灵敏度为30mV / dB；,输出电流为8mA；转换速率为25 V /&mu s；相位测量范围为0~180° ；相位输出时转换速率为30MHz；响应时间为40 ns～500 ns；测量夹头间隔10mm。 五、计算机为PC兼容机，Windows XP或Windows 7操作系统。 六、数据采集软件在Windows XP和Windows 7操作系统均兼容。 应用前景： 本仪器可用于金属、合金及半导体材料的电阻变温测量。适合于高校科研院所科研测试及开设专业实验。目前该仪器已经应用在北京科技大学材料学院及哈尔滨工业大学深圳研究生院的研究生实验教学及课题组科研测量中，取得良好的成效。 知识产权及项目获奖情况： 本仪器拥有完全自主知识产权和核心技术，曾在全国高校自制实验仪器设备评选活动中获得优秀奖。

2020年12月12日，习近平总书记在气候雄心峰会上强调：“到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。”光伏产业市场规模超千亿为实现上述目标，发展可再生能源势在必行。各种可再生能源中，太阳能以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。光伏产业目前已成为是国内唯一一个全产业链自主可控、技术全球领先、成本优势全球最大、产业链话语权全球第一的行业，也是推动我国能源变革的重要引擎。中国光伏行业协会发布的《中国光伏产业发展路线图（2020版）》数据显示，2020年全国新增光伏并网装机容量48.2GW，同比上升60.1%。累计光伏并网装机容量达到253GW，新增和累计装机容量均为全球第一。预计 2021 年光伏新增装机量超过55GW，累计装机有望达到约308GW。按照1GW40亿元估计，全国市场规模约两千亿元。此外，海关数据显示，2021年太阳能电池板出口额约1800亿元。全球首个钙钛矿光伏地面电站开工在全球气候变化和“双碳”目标下，光伏技术发展受到世界各国的广泛重视。钙钛矿太阳能电池成本低、效率高，被认为是最有希望实现低成本发电的新型光伏技术之一。而就在近日，我国投资的全球首个钙钛矿光伏地面电站开工。此项目的建设单位纤纳光电成立于2015年，创立初期以钙钛矿新材料研发、钙钛矿电池效率提升为研究重点，之后围绕着钙钛矿批量生产、组件稳定性等商业化核心研究展开探索，建有全球首个钙钛矿生产基地，首条100MW规模化产线。相关产品包括大面积高效钙钛矿组件、钙钛矿彩色光伏组件、钙钛矿轻质组件和叠层组件等多个产品系列，应用范围覆盖地面电站、工商业电站、建筑光伏一体化等集中式、分布式和低碳多能互补场景。2017年12月27日，杭州纤纳光电公司宣布其钙钛矿太阳能微组件经过美国Newport认证，效率达到17.4%，这一结果打破了该公司此前保持的效率记录。目前纤纳光电已7次刷新钙钛矿组件光电转换效率的世界纪录，经权威太阳能电池效率测试机构日本电气安全与环境科技研究所（JET）测试认证，纤纳钙钛矿太阳能小组件在稳态功率输出下的效率达到21.4%，19.32cm²。还是全球首家且唯一一家获得钙钛矿组件稳定性测试报告的机构。潜力巨大的钙钛矿材料那么这次开工项目提到的钙钛矿究竟是什么材料？实际上，钙钛矿是一个非常值得研究的体系。钙钛矿是指一类陶瓷氧化物，其分子通式为ABO₃，此类氧化物最早被发现，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO₃)化合物，因此而得名。钙钛矿结构的化学通式为ABX₃，由于此类化合物结构上有许多特性，在材料相关方面应用及研究甚广。钙钛矿的第一篇文章是2009年横滨大学宫坂组发布。当时系统的光伏发电效率可以做到2%～3%。而钙钛矿之所以吸引人，是因为钙钛矿的最高效率已经达到29%左右。而传统的硅基电池（以及化合物半导体基太阳能电池），从1960年代到现在做了60年，最高效率也就28%左右。钙钛矿的厉害，就在于不到10年，就走了传统电池60年的路。而这主要得益于钙钛矿电池的分子具有非常好的光吸收性能。更难能可贵的是，钙钛矿所需的原材料储量丰富，制备工艺简单且可以采用低温、低成本的工艺实现高品质的薄膜。此外，反型钙钛矿电池无需使用具有光催化活性的TiO2以及掺杂的有机空穴传输层，光照下的输出稳定性更好，因此更具发展潜力。一旦解决关键问题，钙钛矿电池有望全面取代传统单晶、多晶、异质结电池。全球首个钙钛矿光伏地面电站项目的开工标志着光伏行业最令人期待的新一代钙钛矿技术迈向了成熟，潜力无限，钙钛矿产业化迈出了关键的一步。这些仪器有望受益太阳能电池的研究和生产离不开检测，只有通过对各个生产环节的检测才能不断提高良率和工艺水平。而这也为科学仪器市场注入了新动力，相关仪器有望受益。检测对象检测参数或项目仪器硅料●氧、碳含量；●磷、硼等杂质含量；●P/N型号；●轻重掺；●径向和轴向电阻率；硅材料碳氧含量测试仪、硅料磷、硼杂质含量测试仪、硅料检测分选仪、硅料分选重掺笔（镊）、电阻率型号综合测试仪直拉或铸锭●体电阻率；●材料方块电阻；●非平衡载流子寿命；●缺陷探伤无接触式电阻率型号测试仪、四探头电阻率方阻测试仪、原生多晶电阻率测试仪、少子寿命扫描仪、少子寿命测量仪、红外探伤测试仪切片●硅片的表面线痕深度、●缺陷探伤、●电阻率和方块电阻、●硅片厚度、总厚度变化TTV、弯曲度、翘曲度、单点和总体平整度、●非平衡载流子寿命非接触厚度电阻率测试仪、硅材料碳氧含量测试仪、硅片缺陷观测仪、半自动无接触硅片测试仪、硅片表面线痕深度测试仪、原生多晶型号测试仪、硅芯电阻率测试仪、少子寿命测试仪电池片●薄膜厚度和光学常数,光学带宽等；●IV特性(Pmax/Imax/Vmax/ Isc /Voc/FF/ Eff/Rs/Rsh等)；●模拟太阳辐照度和频谱；光电转化效率；内部量子效率；反射系数和透射比（光生电流特性在不同波长光照条件下的数值）非接触厚度电阻率测试仪、半自动无接触硅片测试仪、硅片缺陷观测仪、硅材料碳氧含量测试仪、少子寿命测试仪、金属四探针电阻率方阻测试仪、椭偏仪、太阳能电池I-V特性分析系统、太阳能模拟器、太阳能电池量子效率测试仪、太阳能电池和组件在线检测系统、PL光致发光测试系统组件●IV曲线 ●光伏电池组件各类缺陷IV曲线测试仪 EL检测仪（一种太阳能电池或电池组件的内部缺陷检测设备）并网光伏发电系统见下图见下图

2020年12月29日，华为数字能源产品线产业暨技术论坛在深圳成功召开，其中在30日的车载电源分论坛 “聚力高压化发展，共擎电动化未来”，吸引了新能源汽车行业上百位技术专家、企业代表、生态伙伴的参与。论坛上来自于行业组织、桩企头部企业、车企等代表就高压快充的发展趋势和未来机遇进行了较为深入的探讨。会议上，华为车载电源产品线总裁王超介绍了中国新能源汽车的超级快充趋势，并表示，预计2024年左右，基于1200V和1700V碳化硅器件的成熟，会帮助产业在7.5分钟快充体验上实现质的飞跃。碳化硅为第三代半导体的主要代表之一，拥有禁带宽度大、器件极限工作温度高、临界击穿电场强度大、热导率等显著的性能优势，在电动汽车、电源、军工、航天等领域备受欢迎，为众多产业发展打开了全新的应用可能性，被行业寄予厚望。那么，碳化硅究竟是何方神圣呢？性质优良的碳化硅材料碳化硅（SiC）又叫金刚砂，密度是3.2g/cm 3 ，天然碳化硅非常罕见，主要通过人工合成。按晶体结构的不同分类，碳化硅可分为两大类：αSiC和βSiC。在热力学方面，碳化硅硬度在20℃时高达莫氏9.2-9.3，是最硬的物质之一，可以用于切割红宝石；导热率超过金属铜，是Si的3倍、GaAs的8-10倍，且其热稳定性高，在常压下不可能被熔化；在电化学方面，碳化硅具有宽禁带、耐击穿的特点，其禁带宽度是Si的3倍，击穿电场为Si的10倍；且其耐腐蚀性极强，在常温下可以免疫目前已知的所有腐蚀剂。随着碳化硅单晶生长和加工技术的进步，碳化硅单晶抛光片产量在快速增长。碳化硅（SiC）作为发展最为成熟的第三代半导体，是半导体界公认的“一种未来的材料”，是发展第三代半导体产业的关键基础材料。预计在今后 5～10 年将会快速发展和有显著成果出现。碳化硅具有宽禁带、高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及高抗辐射性能的优点，可以突破硅作为基片的半导体器件性能和能力极限，是电力电子及微波射频器件的“CPU”、绿色经济的“核芯”，在新一代移动通信 、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景。碳化硅制备产业链宽禁带半导体晶片和器件的制备基本工艺流程同硅基半导体基本一致，大致可分为以下几个阶段：晶体生长、晶片加工、器件制备（包括有源层制备、欧姆接触、钝化层沉积等工艺段）、器件封装等。具体的碳化硅功率器件生产过程如下，1.碳化硅高纯粉料合成碳化硅高纯粉料是采用PVT法生长碳化硅单晶的原料，其产品纯度直接影响碳化硅单晶的生长质量以及电学性能。碳化硅粉料有多种合成方式，主要有固相法、液相法和气相法3种。其中，固相法包括碳热还原法、自蔓延高温合成法和机械粉碎法；液相法包括溶胶-凝胶法和聚合物热分解法；气相法包括化学气相沉积法、等离子体法和激光诱导法等。2.单晶衬底制备单晶衬底是半导体的支撑材料、导电材料和外延生长基片。生产碳化硅单晶衬底的关键步骤是单晶的生长，也是碳化硅半导体材料应用的主要技术难点，是产业链中技术密集型和资金密集型的环节。目前，SiC单晶生长方法有物理气相传输法（PVT法）、液相法（LPE法）、高温化学气相沉积法（HTCVD法）等。3.外延片生长碳化硅外延片，是指在碳化硅衬底上生长了一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶薄膜（外延层）的碳化硅片。实际应用中，宽禁带半导体器件几乎都做在外延层上，碳化硅晶片本身只作为衬底，包括GaN外延层的衬底。目前，碳化硅单晶衬底上的SiC薄膜制备主要有化学气相淀积法（CVD）、液相法（LPE）、升华法、溅射法、MBE法等多种方法。4.功率器件制造采用碳化硅材料制造的宽禁带功率器件，具有耐高温、高频、高效的特性。按照器件工作形式，SiC功率器件主要包括功率二极管和功率开关管。SiC功率器件与硅基功率器件一样，均采用微电子工艺加工而成。碳化硅产业链设备半导体制造离不开半导体设备，碳化硅产业链更是如此，其涉及的设备种类繁多。碳化硅的很多工艺段设备可以与硅基半导体工艺兼容，但由于宽禁带半导体材料熔点较高、硬度较大、热导率较高、键能较强的特殊性质，使得部分工艺段需要使用专用设备、部分需要在硅设备基础上加以改进。相关工艺及半导体制造设备如下，环节设备晶体生长碳化硅粉料合成设备碳化硅单晶生长炉晶体加工碳化硅多线切割机碳化硅研磨机碳化硅抛光机器件制备碳化硅外延炉分步投影光刻机涂胶显影机高温退火炉高温离子注入机溅射设备干法刻蚀机PECVDMOCVD高温氧化炉激光退火设备器件封装背面减薄机划片机国内碳化硅产业链企业目前整个碳化硅产业尚未进入成熟期，但国际厂商已实现多个环节规模量产技术瓶颈的突破，并已摩拳擦掌、即将掀起一场大战，而国内碳化硅产业仍处于起步阶段，与国际水平仍存在差距。不过，近年来国内已初步建立起相对完整的碳化硅产业链体系，IDM厂商中车时代电气、世纪金光、泰科天润、扬杰电子等，单晶衬底企业山东天岳、天科合达、同光晶体等，外延片企业天域半导体、瀚天天成等，部分厂商已取得阶段性进展。单晶衬底方面，目前国内可实现4英寸衬底的商业化生产，山东天岳、天科合达、同光晶体均已完成6英寸衬底的研发，中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。外延片方面，国内瀚天天成和天域半导体均可供应4-6英寸外延片，中电科13所、55所亦均有内部供应的外延片生产部门。器件方面，国内600-3300 V SiC SBD已开始批量应用，有企业研发出1200V/50A SiC MOSFET；泰科天润已建成国内第一条碳化硅器件生产线，SBD产品覆盖600V-3300V的电压范围；中车时代电气的6英寸碳化硅生产线也于今年1月首批芯片试制成功。模块方面，国内已开发出1200V/50-400A全SiC功率模块、600-1200V/100-600A混合SiC功率模块；今年9月18日，厦门芯光润泽国内首条碳化硅 IPM产线正式投产。碳化硅功率器件应用领域碳化硅功率器件不仅能够在直流、交流输电，不间断电源，工业电机等传统工业领域广泛应用，而且在新能源汽车、太阳能光伏、风力发电等领域具有广阔的潜在市场。碳化硅功率器件应用领域可以按电压划分：低压应用（600 V至1.2kV）：高端消费领域（如游戏控制台、等离子和液晶电视等）、商业应用领域（如笔记本电脑、固态照明、智能手机、电子镇流器等）以及其他领域（如医疗、电信、国防等）中压应用（1.2kV至1.7kV）：电动汽车/混合电动汽车（EV/HEV）、太阳能光伏逆变器、不间断电源（UPS）以及工业电机驱动（交流驱动AC Drive）等。高压应用（2.5kV、3.3kV、4.5kV和6.5kV以上）：风力发电、机车牵引、高压/特高压输变电等。由于能源和环境问题日益凸显，节能环保和低碳发展逐渐成为全球共识。降低能耗、提高能源使用效率是当今世界各国节能减排的重大举措。以碳化硅为代表的宽禁带半导体材料及功率器件被公认将成为电子电力应用的一次革命，受到世界各国政府与产业界的广泛关注和高度重视，将成为增长潜力巨大的战略性产业。碳化硅的检测碳化硅功率器件的生产离不开检测，只有通过对各个生产环节的检测才能不断提高良率和工艺水平。碳化硅的检测主要包括衬底检测、外延片检测、器件工艺、点穴参数、可靠性分析和失效分析。检测环节检测项目衬底检测抛光片几何尺寸、平整度、缺陷、位错、粗糙度、电阻率、金属沾污、有机污染物、显微结构观察、透射电镜、SIMS杂质成分分析外延片检测外延层厚度、成分、杂质、表面缺陷、位错、电阻率、金属沾污、SRP工艺等器件工艺Stepper曝光、掩模版制备、高能离子注入、氢离子注入、ICP干法刻蚀、A及Ti金属镀膜、介质膜钝化及刻蚀、激光退火、高温退火、SiC背面减薄、激光打标、晶圆测试电学参数静态、动态、反向、热阻、雪崩参数、 Data Sheet测试可靠性分析高温贮存、高温反偏、高温栅偏、机械振动、冲击、气密性试验、三综合试验箱等相关试验等失效分析样品制备、X-Ray、热点分析、IV- Curve、EMMI＆ OBRICH、FIB、红外热像、SAM等碳化硅相关标准无规矩不成方圆，只有有了规矩，有了标准，这个世界才变得稳定有序！标准是科学、技术和实践经验的总结。为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，即制定、发布及实施标准的过程，称为标准化。为规范碳化硅半导体材料的发展，相关组织和机构也出台了一系列的标准。（以下碳化硅标准只统计其作为半导体材料的现行相关标准）合计35项标准，其中国标7项，地方标准2项，联盟标准20项和行业标准6项。标准号标准名称T/IAWBS 008-2019SiC晶片的残余应力检测方法T/IAWBS 009-2019功率半导体器件稳态湿热高压偏置试验T/IAWBS 010-2019碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度检测方法-激光散射检测法T/IAWBS 011-2019导电碳化硅单晶片电阻率测量方法—非接触涡流法T/IAWBS 012-2019碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度测试方法——共焦点微分干涉光学法T/IAWBS 013-2019半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法T/IAWBS 001—2017碳化硅单晶T/IAWBS 002—2017碳化硅外延片表面缺陷测试方法T/IAWBS 003—2017碳化硅外延层载流子浓度测定_汞探针电容-电压法T/IAWBS 004—2017电动汽车用功率半导体模块可靠性试验通用要求及试验方法T/IAWBS 005—20186 英寸碳化硅单晶抛光片T/IAWBS 006—2018碳化硅混合模块测试方法T/IAWBS 007—20184H 碳化硅同质外延层厚度的红外反射测量方法T/CASA001-2018碳化硅肖特基势垒二极管通用技术规范T/CASA003-2018p-IGBT器件用4H-SiC外延晶片T/CASA004.1-20184H-SiC衬底及外延层缺陷 术语T/CASA004.2-20184H-SiC衬底及外延层缺陷 图谱T/CASA009-2019半绝缘SiC材料中痕量杂质浓度及分布的二次离子质谱检测方法T/CASA006-2020碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管通用技术规范T/CASA007-2020电动汽车用碳化硅（SiC）场效应晶体管（MOSFET）模块评测规范SJ/T 11499-2015碳化硅单晶电学性能的测试方法SJ/T 11500-2015碳化硅单晶晶向的测试方法SJ/T 11504-2015碳化硅单晶抛光片表面质量的测试方法SJ/T 11502-2015碳化硅单晶抛光片规范SJ/T 11501-2015碳化硅单晶晶型的测试方法SJ/T 11503-2015碳化硅单晶抛光片表面粗糙度的测试方法DB13/T 5118-20194H 碳化硅 N 型同质外 延片通用技术要求DB61/T 1250-2019SiC（碳化硅）材料半导体分立器件通用规范GB/T 32278-2015碳化硅单晶片平整度测试方法GB/T 31351-2014碳化硅单晶抛光片微管密度无损检测方法GB/T 30656-2014碳化硅单晶抛光片GB/T 30866-2014碳化硅单晶片直径测试方法GB/T 30867-2014碳化硅单晶片厚度和总厚度变化测试方法GB/T 30868-2014碳化硅单晶片微管密度的测定 化学腐蚀法GB/T 10195.1-1997电子设备用压敏电阻器 第2部分:空白详细规范 碳化硅浪涌抑制型压敏电阻器 评定水平E值得注意的是，目前新的《碳化硅单晶抛光片》国家标准正在征求意见，以替代GB/T 30656-2014标准，届时将有一批新的标准出台。国内碳化硅研究现状国内碳化硅半导体材料与国外企业的技术水平相差较大，但与前两代半导体技术不同，国内不少专家认为我国有望在以碳化硅为代表的第三代半导体领域实现弯道超车。《中国制造2025》和“十三五规划”也明确将碳化硅行业定位为重点支持行业。国家电网、中国中车、比亚迪、华为等国内企业也在加大针对碳化硅在智能电网、轨道交通、电动汽车、手机通信芯片等领域应用的投资。国内SiC单晶的研究始发于2000年，主要研究单位有中科院物理研究所、山东大学、中科院上海硅酸盐研究所、中电集团46所等。以相关的技术为基础，能批量生产单晶衬底的公司包括北京天科合达、山东天岳、河北同光等。目前，国内已经生产出6英寸SiC单晶，微管密度和国际产品相当，一定程度上可满足国内半导体器件制备的需求，但我国SiC单晶衬底质量与国际先进水平相比还存在巨大差距。SiC外延材料研发工作开始于“九五计划”，材料生长技术及器件研究均取得较大进展。主要研究单位有中科院半导体研究所、中电集团13所和55所、西安电子科技大学等，产业化公司主要是东莞天域和厦门瀚天天成。目前我国已研制成功6英寸SiC外延晶片，且基本实现商业化。可以满足3.3kV及以下电压等级SiC电力电子器件的研制。不过，还不能满足研制10kV及以上电压等级器件和研制双极型器件的需求。国内近年来西安理工大学、西安电子科技大学微电子所、中科院半导体所、上海硅酸盐所等单位一直坚持不懈进行碳化硅材料及其器件的研究，但从市场上市产品来看，多数为SiC肖特基二极管、其参数大致范围为：击穿电压为600V、1200V、1700V等级别。学术论文一定程度上可以反映出各高校的研究方向和研究水平，以中国知网的相关论文为参考，可以间接反映出国内碳化硅的研发情况。分别以主题为【碳化硅AND功率器件】、【碳化硅AND半导体】以及【碳化硅AND半导体】进行检索，结果如下，知网检索：主题=碳化硅AND主题=功率器件知网检索：主题=碳化硅AND主题=功率半导体知网检索主题=碳化硅AND主题=半导体从结果来看，西安电子科技大学、电子科技大学和浙江大学遥遥领先，在碳化硅研究领域，成果较多。SiC目前存在的问题尽管碳化硅功率器件应用前景广阔，但是目前受限于价格过高等因素，迄今为止，市场规模并不大，应用范围并不广，主要集中于光伏、电源等领域。在碳化硅单晶材料领域，存在大尺寸碳化硅单晶衬底制备技术仍不成熟；缺乏更高效的碳化硅单晶衬底加工技术；P型衬底技术的研发较为滞后等问题。在碳化硅外延材料领域，还有N型碳化硅外延生长技术有待进一步提高、P型碳化硅外延技术仍不成熟等问题亟待解决。在碳化硅器件应用领域，存在驱动技术尚不成熟；保护技术尚不完善；电路应用开关模型尚不能全面反映碳化硅功率器件的开关特性，尚不能对碳化硅器件的电路拓扑仿真设计提供准确的指导；电磁兼容问题尚未完全解决；电路拓扑尚不够优化等问题。在碳化硅功率模块领域，存在采用多芯片并联的碳化硅功率模块产生较严重的电磁干扰和额外损耗；在焊接、引线、基板、散热等方面的创新不足，功率模块杂散参数较大，可靠性不高；碳化硅功率高温封装技术发展滞后等问题。整体而言，碳化硅作为半导体材料的研发和应用尚处于发展状态，还有许多不足之处。SiC的可能替代材料虽然碳化硅受到的关注度越来越高，在未来的大功率、高温、高压应用场合将发挥传统的硅器件无法实现的作用，但却并不是终点。以金刚石、氧化镓、氮化铝、氮化硼等为代表的超宽禁带半导体材料（禁带宽度＞4.5 e V）的研究和应用，近年来不断获得技术的突破，未来有望打造具有更优异性能的功率器件，取代目前碳化硅的地位。氧化镓（Ga2O3）是一种新兴的功率半导体材料，其禁带宽度（4.9eV）大于碳化硅（约3.4eV），在高功率应用领域的应用优势愈加明显。尽管Ga2O3半导体材料具有良好的射频性能以及高功率等许多优势，但同时还具有很多需要克服的障碍。Ga2O3的导热率很低，这在高功率密度应用中尤为凸显。Ga2O3存在的另一个缺点就是缺乏p型掺杂机制，从理论上看，这可能会是一个影响其应用的根本问题。金刚石具有高硬度、超宽带隙、出色的载流子迁移率和优异的导热性能，是实现“后摩尔”时代电子、光电子和量子芯片的基础性材料之一，已是业界公认的“终极”半导体材料。具有如此多优良性能的半导体材料目前正成为国际竞争的新热点。近日，哈尔滨工业大学与香港城市大学、麻省理工学院等单位合作，在金刚石单晶领域取得重大科研突破，首次通过纳米力学新方法，通过超大均匀的弹性应变调控，从根本上改变金刚石的能带结构，为实现下一代金刚石基微电子芯片提供了一种全新的方法。

成果名称 材料变温电阻特性测试仪(EL RT-800) 单位名称 北京科大分析检验中心有限公司 联系人 王立锦 联系邮箱 13260325821@163.com 成果成熟度 □研发阶段 □原理样机 □通过小试 &radic 通过中试 &radic 可以量产 合作方式 □技术转让 &radic 技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介： 本仪器专门为材料电阻特性变温测试而设计，采用专用高精度电阻和温度测量仪以及四端测量法减小接触电阻对测量的影响从而提高测量精度，样品采用氮气保护可连续测量-100℃~500 ℃条件下样品电阻随温度的变化。采用流行的USB接口将高精度的数据采集器与计算机相连，数据采集迅速准确；用户界面直观友好，能极大方便用户的使用。 主要技术参数: 一、信号源模式：大电流模式；小电流模式；脉冲电流模式。 二、电阻测量范围: 1&mu &Omega ~3M&Omega 。 三、电阻测量精度: ± 0.1％FS。 四、变温范围：液氮温度~900 ℃。 五、温度测量精度：热电阻0.1%± 0.1℃；热电偶0.5%± 0.5℃。 六、供电电源：220 VAC。 七、额定功率：500W。 八、数据采集软件在Windows XP、Windows 7操作系统均兼容。 应用前景： 本仪器可用于金属、合金及半导体材料的电阻变温测量。适合于高校科研院所科研测试及开设专业实验。 知识产权及项目获奖情况： 本仪器拥有完全自主知识产权和核心技术，曾在全国高校自制实验仪器设备评选活动中获得优秀奖。

2024一开年，科学仪器行业便迎面而来一大新政策。3月13日国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》。其中明确了"推动符合条件的高校、职业院校(含技工院校)更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平。”KLA Instruments&trade 作为仪器行业的优质提供商，我们将积极响应国家政策，助力设备更新与以旧换新行动，为行业专家、学术界和其他创新者提供值得信赖的量测技术，助力中国乃至世界实现科学技术上的突破性发展。探针式轮廓仪KLA Instruments&trade Alpha-Step，TencorP系列和HRP系列探针式台阶仪提供高精度的2D和3D表面形貌量测，可为您的研发和生产提供台阶高度、表面粗糙度、弯曲度和应力等测量，具有良好的稳定性和可靠性。光学轮廓仪我们丰富的光学轮廓仪系列产品涵盖多种光学测量技术，包含白光干涉技术，真彩色成像和ZDot&trade 点阵专利技术，我们可以帮助您找到满足您测量需求的正确解决方案。Profilm3D和Zeta光学轮廓仪可为样品表面测量提供快速，便捷的非接触式3D表面形貌测量解决方案。纳米压痕仪KLA Instruments&trade 的纳米压痕仪可对硬度、杨氏模量和其它力学性能进行精确测量。从发布市场上第一款纳米压痕仪，到将纳米压痕技术扩展到快速、高温和高应变速率测试中，我们一直在开发新的静态与动态测量方案，推动下一代纳米力学测试仪的发展。薄膜厚度仪我们就可以通过分析薄膜的反射光谱来测量薄膜的厚度，通过非可见光的测量，我们可以测量薄至1纳米或厚至3毫米的薄膜。测量结果可在几秒钟显示：薄膜厚度、颜色、折射率甚至是表面粗糙度。方块电阻测试仪KLA方块电阻测试仪能够满足各种测量需求，包括：金属薄膜及背面工艺层厚度测量，衬底电阻率，方块电阻，薄膜厚度或电阻率，薄层和体材料的导电率，等等。对于较薄的金属和离子注入层，建议采用接触式四探针(4PP)测量方法，对于较厚的金属层和柔性或软性的导电表面，建议采用非接触式涡流(EC)测量方法。Candela缺陷检测系统Candela系统对化合物半导体衬底（GaN，GaAs，InP，蓝宝石，SiC等）和硬盘驱动器上的各种关键缺陷进行检测和分类，保证生产过程中检测的高灵敏度和高效率。

历经近10个月的审核，矽电半导体设备（深圳）股份有限公司（下称“矽电股份”）终于即将在4月13日迎来创业板上市委的关键裁决。作为半导体设备供应商，矽电股份聚焦应用于半导体制造晶圆检测环节的探针测试技术。此番IPO，矽电股份拟发行不超过0.10亿股、募集5.56亿元，投向“探针台研发及产业基地建设”、“分选机技术研发”，“营销服务网络升级建设”以及补充流动资金。矽电股份的报告期业绩一直处于高增长态势——2020年至2022年，营业收入分别为1.88亿元、3.99亿元4.42亿元，同期归母净利润分别为0.34亿元、0.97亿元和1.16亿元。这离不开第一大客户三安光电（600703.SH）的“支持”。三安光电对矽电股份的采购额自2020年的0.57亿元一跃提升至2022年的2.29亿元，期间增长了301.75%，占比更是从30.33%提升至51.85%。三安光电董事长林志强也正是在2020年入股矽电股份，并以2.40%的持股比例成为其第13大股东。若二者合作出现变化，矽电股份的业绩能否维系或是重要的待估风险。在上市前夕，矽电股份此番还吸引了明星资本的突击加盟，华为旗下的深圳哈勃科技投资合伙企业（有限合伙）于矽电股份申报IPO 6个月前的2021年12月，从矽电股份实控人何沁修等人手中以0.80亿元价格受让了4%的股权，按照这一价格估算，华为入股时矽电股份的市值约为20亿元。技术“代差”之争矽电股份应用于晶圆检测环节的探针测试技术，一直是衡量芯片性能与缺陷的关键。据SEMI和CSA Research数据统计，截至2019年底，矽电股份在境内探针设备市场中的份额已达13%，位列中国大陆设备厂商第一名，同期占全球市场份额为3%，位列第五名。矽电股份的核心产品“探针台”按照检测对象可分为晶圆、晶粒两大类。晶圆探针台主要是对未切割晶圆上的器件进行故障检测，尺寸涵盖4英寸至12英寸，2022年创收1.13亿元，贡献了近四分之一的收入。虽然矽电股份是首家实现12英寸晶圆探针台量产的境内企业，不过该环节的收入在2022年占比仍不足2成。值得一提的是，目前A股市场尚无主营业务为检测探针台的企业，矽电股份一旦上市成功则有望成为“半导体探针台第一股。”不过深交所仍要求矽电股份说明核心技术的壁垒及相对优势。“请说明发行人核心技术技术壁垒的具体体现，结合同行业现有技术水平、衡量核心技术先进性的关键指标等，进一步分析核心技术先进性的具体表征及与境内外同行业竞争对手相比的优劣势。”深交所指出。从境外厂商的数据来看，矽电股份与全球龙头东京电子、东京精密等企业确实存在一定的差距，例如定位精度上目前东京电子可达到±0.8um，而矽电股份只有±1.3um。“因为探针台的作用就是对要检测的晶圆进行定位，让晶圆上的器件等可以和探针接触并进行逐个测试，所以精度越高就越不容易出错。如果探针这个环节没有排除出来故障的话，下一个环节成本更高。”北京一位半导体行业人士指出。矽电股份也承认其与国际大厂之间存在较大的差距。“目前，日本厂商探针台综合定位精度已达到±0.80 um水平，占据了12英寸晶圆探针台市场的主要份额。发行人在综合定位精度和12英寸高端市场份额与日本厂商存在一定差距。”矽电股份表示。但矽电股份认为和境内厂商相比，其技术仍处于领先水平。矽电股份将中电科四十五所和长川科技（300604.SZ）披露为境内竞争对手，并指出这两家公司的综合定位精度分别仅为±5um和±1.5um，自身技术相比之下仍具有领先优势。“基于发行人持续的研发投入及形成的核心技术成果，发行人在综合定位精度、机台自动化水平及多种半导体器件适配方面已领先于中国台湾和中国大陆其他厂商。”矽电股份表示。但矽电股份的这番陈述或许并不是目前半导体探针环节的全部事实。信风（ID:TradeWind01）注意到，国内厂商已在半导体探针台领域逐渐发力。早在2020年，中科院长春光机所旗下长春光华微电子设备工程中心有限公司就推出国内首台商用12英寸全自动晶圆探针台；2022年11月，深圳市森美协尔科技有限公司（下称“森美协尔”）推出了可兼容处理12英寸与8英寸标准的全自动晶圆探针台（下称“A12”）。接近森美协尔的相关人士向信风（ID:TradeWind01）确认，A12的定位精度已达到±1um的水平。若这一数据属实，则意味着该数据不仅高于矽电股份，也在接近国际龙头的技术水平。而矽电股份对于境内竞争对手的披露是否完整，或许有待其做出更多解释。大客户助力下暴增矽电股份的报告期业绩可谓“突飞猛进”。2021年，矽电股份的营业收入和归母净利润分别为3.99亿元、0.97亿元，同比增长了112.29%、189.11%。“主要系因下游行业景气度提升、客户资本性支出上升以及公司市场开拓情况良好所致。”矽电股份表示。更为关键的助力或指向了作为矽电股份前五大客户之一的三安光电。三安光电2019年对矽电股份的采购额还只有0.07亿元，但次年却突然提高了采购额——2020年至2022年，三安光电向矽电股份采购晶粒探针台的金额分别为0.57亿元、1亿元和2.29亿元。这意味着，报告期内矽电股份超5成的晶粒探针台主要销往了三安光电，后者成为了主要的收入来源。矽电股份解释称，晶粒探针台主要的应用场景是检测LED芯片，而该市场主要被三安光电所占据。据CSA Research、LEDinside等机构的数据显示，2020年、2021年三安光电在行业总产能中的比例分别为28.29%、31.68%。事实上，二者在2020年达成合作关系还有一个更重要的转折。正是在这一年，三安光电的董事长林志强成为了矽电股份的股东。2020年9月，林志强以0.28亿元认购了矽电股份的股份。截至申报前，其以2.40%的持股比例位居第12大股东，较华为入股时矽电股份20亿元的估值，林志强所持股份市值已增长了74.37%。入股后的当年12月，矽电股份对三安光电实现0.57亿元的销售收入，占当年对后者的销售额比例达到99.69%。对于入股前后猛增的订单金额，矽电股份并不愿意承认这其中可能存在的“股权换订单”交易。“林志强基于对发行人及其所处行业的看好入股发行人，入股后发行人与三安光电的交易规模快速增长是相关客户对发行人设备认可及其自身需求增长的反映。”矽电股份指出，“林志强入股发行人不存在用订单换取股权的情形。”相似情形还发生在另一大客户兆驰股份（002429.SZ）身上。2020年9月，兆驰股份前实控人顾伟之女顾乡参股矽电股份，截至申报前，其持股比例为1.74%，位居第15大股东之列。入股当年，兆驰股份就一跃成为矽电股份第二大客户，贡献了0.27亿元的收入，占比为14.23%；2022年，兆驰股份带给矽电股份0.37亿元的收入。若扣除三安光电、兆驰股份所贡献的收入，矽电股份2020年至2022年的收入分别为1.04亿元、2.97亿元和1.76亿元。以此测算，矽电股份这一期间的营业收入复合增长率仅为30.09%，较未扣除前的复合增长率低了23.23个百分点。身患“大客户依赖症”的矽电股份是否有望顺利过会，其又该如何解释这其中所存在的业绩可持续性问题似乎有待上市委的裁决。

光纤及光导纤维（Optical Fiber）。光纤通信是现代信息传输的重要方式之一。它具有重量轻、通信容量大、信号损耗小、传输距离长、保密性能好、不受电磁干扰及原材料丰富等优点，发展势头强劲。我国已成为全球最主要的光纤光缆市场、全球最大的管线光缆制造国和全球第二大光纤净出口国。 使用岛津电子探针EPMA可对不同类型的光纤进行线、面分析测试。从单根光纤试样的横截面的元素线分布和面分布的测试结果可以观察掺杂元素的含量及扩散分布情况。岛津公司在电子探针领域拥有50多年研发和制造经验，EPMA搭配52.5°高取出角和全聚焦晶体的波普仪WDS系统兼具高分辨率和高灵敏度特性，凭借其在微区分析的强大能力，可以在光纤预制棒、烧缩工艺后质量控制和最终成品光纤复核检验的整个开发及生产流程、残次品的失效分析中发挥重要作用。 了解详情，敬请点击《岛津电子探针测试通信光纤》 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着芯片性能的日益提升，芯片复杂度越来越高，为了保证出厂的芯片品质，芯片测试环节越来越受到各大厂商的重视。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在测试系统中需要用到一种重要的配件便是测试治具，包含设备连接治具（Docking）、探针台接口板（PIB）、探针卡、KIT、测试座（Socket）等，而其中的核心零部件便是测试探针，占整个测试治具总成本的70%。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 0em " 测试探针市场被国外厂商占据 /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 众所周知，国内半导体产业与国际的差距是全方位的，尤其是在高端领域，而高端芯片也是最注重测试环节领域。因此，与高端芯片的供应情况一样，芯片测试及其测试治具、测试探针等市场均被欧美、日韩、台湾等地区的厂商占据。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 长期以来，国内探针厂商均处于中低端领域，主要生产PCB测试探针、ICT测试探针等产品。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近年来，伴随着资本运作和技术升级，长电科技、华天科技、通富微电已进入全球封测企业前十强，技术上已基本实现进口替代。同时，以华为、中兴等为代表的公司正加快将订单转移给国内供应商，芯片测试领域也展现了前所未有的繁荣景象。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中美贸易摩擦的一次次升级也给我们敲响了警钟，不仅是IC测试环节需要国产化替代，作为重要配件的测试治具以及测试探针环节同样需要加快国产化进程。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着国内半导体产业链国产化替代的需求显现，近些年国内探针厂商开始布局发力半导体测试探针产品。目前，正在向半导体探针市场突围的国内厂商有台易电子（中韩合资）、木王探针、克尔迈斯（qualmax、韩资）、钛辅（台资）、先得利（港资）、和林科技等厂商。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 事实上，在半导体测试探针、测试治具领域近期发生了一件大事，华为旗下哈勃投资与来自马来西亚的老牌测试探针厂商JF Technology合作，在中国设立合资公司生产测试探针以及测试治具，并在业务方面进行深度绑定。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 一直以来，哈勃投资的目标均为国产供应链厂商，上述投资是截至目前哈勃投资首次与国外公司合作。笔者从业内了解到，这其实是无奈的选择，因为华为急需重构供应链，而国内厂商生产的测试探针产品性能并不能满足华为的需求。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 事实上，为避免技术外流，国外及台湾厂商都没在大陆设厂生产半导体测试探针（部分台湾厂商设有生产治具的工厂），这也导致进口测试探针产品交期太长，在设计、生产、物流以及售后服务等各方面都不能跟上国产客户的需求。 /p h3 style=" text-align: justify text-indent: 0em " 瓶颈显现，进口替代之路漫长 /h3 p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 尽管半导体测试探针国产化迫在眉睫，但从技术的角度来看，要想替代进口产品却并不容易。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 业内人士指出，国内半导体测试探针还只能用于要求不高的测试需求，比如可靠性测试国产探针可以替代很多，但功能性测试和性能测试还有待突破。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 台易电子社长涂炳超表示，一套测试治具需要用到几十、几百甚至于上千根测试探针，若是有1根探针出现问题，那整套治具都要报废，这也是治具厂商一般会采购进口探针的原因所在。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 日本、韩国、台湾等地的半导体测试探针厂商是与国外的大型半导体厂商一起成长起来的，有长时间的技术积累，为很多大型企业提供测试解决方案，是经过市场验证的产品和团队，因此，进口测试探针有先天的优势，在中国市场颇为受欢迎。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 弹簧测试探针最核心的技术是精微加工和组装能力，涉及精微加工设备、经验、工艺能力缺一不可。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 值得注意的是，由于半导体测试探针市场一直被国外厂商占据，同时也实施了技术封锁，国内并没有相应的技术人才，包括生产人员和设计人员都缺乏。国内大部分测试探针厂商基本不具备全自动化生产制造能力。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 涂炳超指出，在国产测试探针厂商中，在国内有工厂的仅有木王探针、先得利、台易电子等少数厂商，而qualmax的工厂在韩国，在国内并未设立工厂，仅以贸易的方式在国内进行销售，和林科技则是以外购零部件的方式运作，仅负责组装，然后对外销售。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 涂炳超表示，“对于生产半导体测试探针而言，国产探针厂商面对的处处是瓶颈。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在设备方面，生产半导体测试探针的相关设备价格较高，国内厂商没有足够的资金实力，采购日本厂商的设备。另一方面，对于半导体设备而言，产业链各个环节均会采购定制化的设备，客户提出自身需求和配置，上游设备厂商通过与大型客户合作开发，生产出经过优化的最适合该客户的设备。因此，即使国产探针厂商想采购日本设备厂商的专业设备，也只能得到标准化的产品。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在原材料方面，国产材质、加工的刀具等也不能达到生产半导体测试探针的要求，同时日本厂商在半导体上游原材料方面占据绝对的优势，其提供给客户的原材料也是分等级的，包括A级、B级、S级，需要依客户的规模和情况而定。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在工艺方面，常用的测试探针是由针头、针管、弹簧这三个组件构成的，测试探针中的弹簧是测试探针使用寿命的关键因素，电镀处理过的弹簧使用寿命高，不会生锈，也能提高测试探针是持久性和导电性。因此，电镀工艺是生产半导体测试探针的主要技术，而国内的电镀工艺尚且有待突破。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 根据VLSIResearch统计，2019年，全球半导体测试探针系列产品的市场规模达到了11.26亿美元。随着国产高端芯片不断突围，国内半导体测试探针市场规模也将迅速增长。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 涂炳超指出，总体来说，只要高端芯片、高端封测厂商才需要用到半导体测试探针，只有国内高端芯片和测试遍地开花，整个产业足够大，国产配套供应商才能迅速成长起来。 /p

近日，国内最大的半导体探针台生产商矽电半导体设备（深圳）股份有限公司（下称“矽电半导体”或“公司”）向创业板递交招股书，保荐机构为招商证券。据了解，矽电半导体主要从事半导体专用设备的研发、生产和销售，专注于半导体探针测 试技术领域，系境内领先的探针测试技术系列设备制造企业。探针测试技术主要应用于半导体制造晶圆检测（CP, Circuit Probing）环节，也应用于设计验证和成品测试（FT, Final Test）环节，是检测芯片性能与缺陷，保证芯片测试准确性，提高芯片测试效率的关键技术。公司自主研发了多种类型应用探针测试技术的半导体设备，产品已广泛应用于集成电路、光电芯片、分立器件、第三代化合物半导体等半导体产品制造领域。公司已成为中国大陆规模最大的探针台 设备制造企业。招股说明书显示，矽电半导体核心技术团队拥有超过 30 年的探针测试技术研发经验，自设立以来立足技术创新，掌握了探针测试核心技术，打破了海外厂商垄断，在探针台领域成为中国大陆市场重要的设备厂商。公司的探针测试系列产品已应用于士兰微、比亚迪半导体、燕东微、华天科技、三安光电、光迅科技、歌尔微等境内领先的晶圆制造、封装测试、光电器件、分立器件及传感器生产厂商。根据 SEMI 和 CSA Research 统计，2019 年矽电股份占中国大陆探针台设备市场 13% 的市场份额，市场份额排名第四，为中国大陆设备厂商第一名。此外，矽电半导体还是中国大陆首家实现产业化应用的12英寸晶圆探针台设备厂商，产品应用于境内领先的封测厂商和12英寸芯片产线。公司搭载自主研发光电测试模块的晶粒探针台，已应用于境内多家领先的光电芯片制造厂商，满足新一代显示技术 Mini/Micro LED 芯片测试环节设备需求。基于公司在探针测试技术领域的积累和半导体专用设备行业的经验，公司研发并量产了分选机、曝光机和 AOI 检测设备等其他半导体专用设备。在营收数据上，2019年至2021年，矽电半导体营收分别为9331.73万元、1.88亿元和3.99亿元，2019年至2021年的复合增长率为106.82%，同期净利润分别为528.38万元、3285.38万元和9603.97万元，年复合增长率为326.34%。

绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?1 为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读数？ 这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器，如果出现过量程时仪器内保护电路开始工作，将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199，既只为三位数且di一位数为1 时，其准确度要下降。所以在测量电阻时当di一次读数从1 变为某一读数时，不应再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时，即读数位数多的比读数位数少的准确度高。2为什么测量完毕时一定要将量程开关再拨到104档后才能关电源？ 这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容，这个电容在测量时已被充电到测量电时的电压值，如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大，测试电压越高时，电容器所储藏的电能越大，更容易损坏仪器，特别是在电阻的高量程或电流的低量程时因仪器非常灵敏，仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关再拨到104挡后才能关电源。3为什么测量时仪器的读数总是不稳？ 一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流，有很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律，所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题，而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好，对测量读数只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器测量结果造成读数不稳。4为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大？ 这是因为一般物体输出的电流不是恒定流，而仪器有一定内阻，若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高，所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时，读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。 5 为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源？ 这是因为机内的电容器充有很高的电压（zui高电压达1200V以上），这些电容器的所带的电能保持较长的时间，如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源，则会将机内的高压电容器很快放电，不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档，虽然断了电源，但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压，将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击，要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。6为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电压？ 在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压，无论电压变高或变低时都将会产生大脉冲电流，这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方面如果电压突然变化也会通过被测量物体的（分布）电容放电或反向放电对测量仪器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低，当您改变测量电压时有右能击穿而产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压，在确保被测量物体不会因电压过高击穿时，要先将量程开关拨到104档后关闭电源，再从仪器后面板调整到所要求的电压。有的材料是非线性的，即电压与电流是不符合欧姆定律，有改变电压时由于电流不是线性变化，所以测量的电阻也会变化。

前文回顾：发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法（上）一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中，壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中，该小孔使得管内外的液体相通，并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔，然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质，在两电极加了一定电压后（或通了一定电流后）， 小孔内会有一定的电流流过（或两端有一定的电压），并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时，颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水（0.9%氯化钠溶液），这也是人体内液体的渗透压浓度，红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存，浓度过低会发生红细胞的破裂，浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时，通常也用同样的电解质溶液，对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒，用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时，也可以加入适用于该有机溶液的电解质后，再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅，可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数，脉冲的振幅与颗粒的体积成正比，从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒，整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后，颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量，这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒，悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时，颗粒是一个一个通过小孔，否则就会将两个颗粒计为一个，体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果：1）两个颗粒被计为一个大颗粒；2）两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径，可以径直地通过小孔，但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢，所受的电流密度也较大，结果会产生表观较大体积的后果，也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒，即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm，所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽，则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管，将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级，以免大颗粒堵住小孔，然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来，以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品，便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的，所以有极高的分辨率，可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的，所以不受模型与实际颗粒差别的影响，结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术，测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中，颗粒有变化（如凝聚或溶解过程，细胞的生长或死亡过程等），则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒，脉冲类似于正弦波，波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒，如果是径直地通过小孔，则有可能当大部分进入感应区后，此颗粒还有部分在感应区外，这样产生的脉冲就是平台型的，从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析，可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒，由于孔隙中填满了电解质溶液，在颗粒通过小孔时，这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献，所以电感应区法测量这些颗粒时，所测到的是颗粒的固体体积，其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒，测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高，通常为 10 V 至 15 V，导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量，还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后，可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析，应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程，直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中，例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时，往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒，这些大颗粒会严重影响产品质量，需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时，如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管（小孔直径比小颗粒大 50 倍以上），则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体，选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔，来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法（TRPS）是在 21 世纪初发明的，用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中，一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜，膜上面有个小孔，小孔的大小（从 300 nm 至 15 m）可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样，在小孔两边各有一个电极，测量由于颗粒通过小孔而产生的电流（电压） 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒，这类仪器不用真空抽取液体，而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性，此小孔很难做到均匀的圆形，大小也很难控制，每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系，需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时，对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比，颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半，这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1，可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位，但是测量的准确度与精确度都还有待提高，如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用，出现了好几类小型化（手提式）、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数，粒度不是这些应用主要关心的参数，小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术，整个装置的核心部分就是一个微芯片，携带颗粒的液体在微通道中流动，小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响，以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入，其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5]， 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔，如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔，例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A（MspA）。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时，由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同，通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性，如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔，就可以反复地读取肽链中的碱基，在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年，国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准（ISO 13319），并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标，成为中国国家标准（GB/T 29025-2012）。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良，国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学，受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下，获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位，包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监，英国马尔文仪器公司亚太区技术总监，美国麦克仪器公司中国区总经理，资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人，执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事，颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪，除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外，著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization： Light Scattering Methods》，以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术

论文题目：Additive Manufacturing of Co3Fe Nano-Probes for Magnetic Force Microscopy发表期刊：Nanomaterials IF: 5.3DOI: https://doi.org/10.3390/nano13071217 【引言】 磁力显微镜（MFM）是一种先进的原子力显微方法，它可以对样品表面的局部磁场区域进行表征，通常被用于磁性薄膜材料、磁斯格明子、磁涡和其他纳米材料磁学特性的研究。MFM的测量非常依赖磁学AFM探针。传统情况下，MFM探针是通过在非磁性探针上沉积磁性材料而实现的。然而，这种方法所制备的MFM探针存在着侧向分辨率低和磁性材料涂层界面力学性能不稳定等问题。这些问题，给MFM探针指明了新的发展方向。 【成果简介】 近日，格拉茨技术大学相关团队通过聚焦电子束诱导沉积（FEBID）的方式制备了基于Co3Fe磁性材料，具有纳米级尖端尺寸的MFM探针。所制备MFM探针的化学和结构通过透射电子显微镜（TEM）进行表征。此外，课题组还利用FusionScope多功能显微镜研究了通过FEBID方法制备的MFM探针在测量中的耐磨性以及长期使用稳定性。通过在不同环境下的测试，课题组发现通过FEBID方法所制备的MFM磁性探针依然具有优异的表现。相关工作以《Additive Manufacturing of Co3Fe Nano-Probes for Magnetic Force Microscopy 》为题在SCI期刊《Nanomaterials 》上发表。 文中使用的FusionScope多功能显微镜采用AFM+SEM原位同步联用技术，可在同一用户界面、同一位置进行AFM和SEM的互补性综合测量。同时，AFM还可轻松实现高级工作模式如：力曲线、导电原子力显微镜（C-AFM）和磁力显微镜（MFM）等，以满足不同测量需求。其原位进行0°-80°AFM与样品台同时旋转功能，可以无盲区实现复杂形貌样品的测量。 FusionScope多功能显微镜设备图 【图文导读】 图1. 通过FEBID方法制备基于Co3Fe磁性材料的MFM探针的示意图。（a）实验中所选用的无针尖压电探针。（b）5keV，5.2pA条件下制备的纳米结构。（c）Co3Fe磁性材料的空心微锥结构。（d）锥形结构的制备方法。（e）通过（d）中的策略所制备的针尖。（f）通过上述方法所制备的半径为10nm的针尖和（g）商业MFM探针针尖的对比图。 图2. 通过FusionScope测量的不同形貌的针尖对于MFM成像效果的影响。 图3. 所制备MFM探针在长时间使用下的稳定性。（a）为样品三维形貌图。（b）为样品的MFM表征结果。 图4. 所制备的MFM探针在环境中长时间保存后的测量性能对比。(a)刚完成制备时探针的MFM表征。（b）制备1年后的探针的表征结果。 【结论】 本文中，格拉茨技术大学相关团队通过聚焦电子束诱导沉积（FEBID）的方式制备了基于Co3Fe磁性材料，所制备MFM探针针尖仅有10 nm，与已有的商业MFM探针相比在微结构尺寸上具有明显优势。通过对所制备MFM探针在各种磁学样品表面进行表征得知，该方法所制备的MFM探针具有分辨率高，耐磨且稳定的优点。该研究为相关微纳磁学相关的研究提供了可能性。值得注意的是，文中MFM的校正工作是在Quantum Design公司研发的FusionScope多功能显微镜上完成的。设备不仅提供了传统扫描电镜（SEM）的形貌表征，还对样品微区进行了三维形貌，磁学等性能的原位表征。不难看出，FusionScope多功能显微镜在微区原位立体表征方面具有得天独厚的优势。

天眼查信息显示，深圳铭创智能装备有限公司（以下简称：铭创智能）近期完成B+轮融资，融资金额未披露，投资方为明德投资。这是继2023年4月完成B轮融资后，铭创智能完成的新一轮融资。自2019年12月成立至今，铭创智能已相继完成4轮融资，分别是2019年12月的天使轮、2021年7月的A轮、2023年4月的B轮以及今年7月的B+轮融资，投资方包括铭普光磁、中投德勤投资、深圳高新投、深圳小禾投资等机构。官网资料显示，铭创智能聚焦于面板、消费类电子、锂电、半导体等行业的精密微加工和自动化解决方案，主要研究TFT-LCD、OLED、蓝宝石、玻璃、陶瓷、硅、碳化硅等材料的加工工艺和智能装备解决方案，提供激光切割、激光雕刻、激光微加工解决方案和配套自动化产品。作为一家设备厂商，铭创智能业务涉及碳化硅领域，而近期在碳化硅设备细分领域投融资十分火热，多家碳化硅设备相关厂商相继完成新一轮融资，其中包括优睿谱和驿天诺。7月25日，优睿谱宣布其于近日完成新一轮数千万元融资，本轮融资由君子兰资本领投，境成资本、琢石投资、南通海鸿金粟等跟投。这是继2023年12月的A+轮融资后，优睿谱完成的又一轮融资。截至目前，成立于2021年9月的优睿谱已相继完成5轮融资。优睿谱表示，本轮融资将用于晶圆边缘检测设备SICE200、晶圆电阻率量测设备SICV200、晶圆位错及微管检测设备SICD200、多种半导体材料膜厚测量设备Eos200DSR等多款设备的量产，新布局产品的研发以及团队的扩充。与此同时，驿天诺宣布完成数千万元Pre-A轮融资，由武创华工基金领投，中国信科天使基金、泽森资本、光谷产投、白云边科投等跟投。 驿天诺专注于硅光&第三代半导体封测设备，是国内较早开发硅光和第三代半导体自动化封测装备的公司，其产品对标美国FormFactor等龙头厂商，实现了硅光和第三代半导体测试和封装装备的进口替代。相关厂商持续完成融资，有助于加速碳化硅相关设备国产替代进程。

2016年6月14日，阿美特克集团科学仪器部在北京分公司召开“VersaSCAN微区电化学技术交流会”，并在此交流会上发布新技术——扫描电化学显微镜(SECM)柔性探针技术，仪器信息网作为特邀媒体参加了此次交流会。 John Harper 博士为与会者详细介绍了此次发布的新技术。此次发布的扫描电化学显微镜柔性探针技术专用于“普林斯顿应用研究VersaScan”产品的柔性接触和等距测试，是由瑞士洛桑联邦理工学院的物理和电分析化学实验室(LEPA-EPFL)Hubert Girault教授课题组经数十年的研究而实现的。阿美特克科学仪器部与该实验室签署了独家合作协议，集成并销售其柔性探针技术。柔性探针使得广大研究者可同时进行等距离和等高模式的SECM测试，可分离3D表面电化学活性响应图中表面物理形貌和电化学响应的贡献。 与市场上常用的硬性探针相比，柔性探针具有以下优势：1)柔性探针等距SECM无需额外增加昂贵的控制与测量硬件 2)测量时无需为达到控制距离而预先测试样品表面的地形地貌 3)探针设计为与样品进行柔性接触，当与样品表面接触时，探针会发生柔性弯曲，避免探针自身被划伤以及探针对样品表面的损害 4)常规技术中硬性探针和样品直接接触会导致表面易损样品被损坏，如人体组织等。而柔性探针技术接触样品的接触力仅为常规硬接触探针的千分之一。 未来，阿美特克集团科学仪器部与LEPA-EPFL还将共同致力于实现其它探针材料与技术的商业化，希望SECM柔性探针技术能帮助SECM成为标准电化学测试利器。 为鼓励更多的用户致力于微区电化学的研究，此次交流会特设“普林斯顿应用研究微区电化学优秀论文奖”。本次奖项颁发给了浙江大学刘艳华博士，以表彰其使用VersaScan微区电化学测试系统在涂装材料研究方面所作出的贡献，由阿美特克公司科学仪器部亚洲区经理杨琦女士为其颁奖。 随后的技术交流过程中，John Harper 博士、刘艳华博士和厦门大学林昌健教授针对微区电化学的技术和应用为大家进行了分享。VersaScan微区电化学测试系统是一个模块化配置的系统，可实现现今所有微区扫描探针电化学技术以及激光非接触式微区形貌测试，包括扫描电化学显微镜、扫描振动电极测试、扫描开尔文探针测试、微区电化学阻抗测试、扫描电解液微滴测试、非触式光学微区形貌测试等。此次发布的柔性探针技术主要针对扫描电化学显微镜，目前阿美特克可提供有效直径15um的柔性碳探针。John Harper 博士还重点介绍了柔性探针技术的应用案例，包括癌细胞成像和黑色素瘤的分期变化(如皮肤癌)、电子应用-电沉积和成像、电催化等。 刘艳华博士介绍了扫描振动电极测试技术在涂层金属腐蚀研究中的应用。刘博士主要介绍了两项工作：一是采用电沉积技术合成了负载缓蚀剂的超疏水二氧化硅薄膜 二是构建了基于硅烷修饰的E-Sio2薄膜和环氧树脂的新型防护体系。在此两项工作中均利用了扫描振动电极测试技术来表征其微区耐腐蚀性能，与其它表征手段结果均有较好的吻合度。 林昌健教授自1979年开始研究微区电化学技术，至今已有37年。林教授认为微区电化学之所以能发展到今天的水平，一是科研需求，越来越多的科研人员应用此技术使其成为热门研究领域 二是科技发展，科技水平的发展也使微区电化学技术有了显著的进步。未来，微区电化学技术发展很重要的一方面就是探针技术的发展。林教授重点介绍了其团队开发的新型探针。林教授发现，在空间分辨率足够高的情况下，除电流、电压信号外， pH值和氯离子浓度也可以很好的表征局部腐蚀程度，故其团队开发了可测量pH值和氯离子浓度的探针。未来此探针有望集成到VersaScan微区电化学测试系统上。