这类仪器本土品牌在崛起——全国共享MBE盘点

分子束外延（MBE）是新发展起来的外延制膜方法，是一种在晶体基片上生长高质量的晶体薄膜的新技术。在超高真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸气，经小孔准直后形成的分子束或原子束，直接喷射到适当温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜。外延是一种制备单晶薄膜的新技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。该技术的优点是：使用的衬底温度低，膜层生长速率慢，束流强度易于精确控制，膜层组分和掺杂浓度可随源的变化而迅速调整。用这种技术已能制备薄到几十个原子层的单晶薄膜，以及交替生长不同组分、不同掺杂的薄膜而形成的超薄层量子显微结构材料。

随着半导体市场,，特别是化合物半导体市场的逐步开放和增长，作为化合物半导体研发中，材料制备的关键仪器—MBE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，近几年的市场规模都在逐年扩大。

由于高校的管理模式及制度，MBE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MBE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）。

全国各省（直辖市/自治区等）共享MBE分布图

北京市共享MBE分布图

本次统计，共涉及MBE的总数量为133台，涉及23省（直辖市/自治区），58家单位。其中，北京市共享MBE数量最多达46台，占比35%，涉及8所高校院所，北京如此高的占比主要是由于其科研院所较多，产品也主要用于科研领域。MBE由于其外延生长时间长，大批量生产性差，对真空条件要求高，目前还无法大规模用于工业化生产中，又由于其可原位观察单晶薄膜的生长过程等优势，主要用于进行生长机制的研究，也因此该类仪器设备主要分布于科研院所众多的北京市。从北京市的分布情况来看，其主要分布于高校集中的海淀区，该地区共有44台共享MBE设备。

学科领域分布

从仪器所属学科领域分布可以看出，MBE主要用于物理学和材料科学研究，占比分别为39%和34%。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，实际上材料科学和物理学研究具有很大的重合度。

MBE品牌地区分布

那么这些仪器主要来自于哪些国家呢？统计结果表明，共享MBE主要还是以国产居多，占比29%，其次为德国和美国品牌。这一结果不同于此前盘点的其他仪器以进口品牌为主的特点，而是呈现出国产品牌占比居首的特点，可以看出中国产品正在崛起。

TOP6品牌

笔者进一步统计了占比TOP6的品牌，居首位的是德国品牌Omicron，不过国产品牌沈阳科仪紧随其后。Scienta Omicron成立于2015年，由表面科学领域的两家最知名的公司合并而成：VG Scienta和Omicron NanoTechnology。两家公司都于20世纪80年代初开始运营。Scienta Omicron提供超高真空下的电子能谱、扫描探针显微镜和薄膜沉积等仪器设备，专注于在下一代电子产品、量子技术、太阳能、智能传感器和先进材料等领域争夺新的独特材料和解决方案，推动表面科学研究走向未来。沈阳科仪创建于1958年，总部位于辽宁省沈阳市浑南区，占地面积110亩，建筑面积3.5万平方米。多年来，沈阳科仪专注于高真空、超高真空、超洁净真空技术的研究和发展，是我国集成电路装备和真空仪器设备的研制、生产基地，先后组建“国家分子束外延技术试验基地”、“国家真空仪器装置工程技术研究中心”和“真空技术装备国家工程实验室”等科研平台。

共享仪器的类型分布

从共享的MBE仪器类型科仪看出，以传统MBE为主，但LMBE（激光分子束外延系统）的占比也不容忽视。激光分子束外延系统（LMBE），集PLD（激光脉冲沉积）的制膜特点和传统MBE的超高真空精确控制原子尺度外延生长的原位实时监控为一体，除保持了PLD方法制备的膜系宽，还可以生长通常的半导体超晶格材料，特别适合生长多元素、高熔点、复杂层状结构的薄膜，如超导体、光学晶体、铁电体、压电体、铁磁体等，同时还能进行其相应的激光与物质相互作用和成膜过程的物理、化学等方面的基础研究。本次统计中，还有部分属于联用系统和零部件，其中联用系统中大部分MBE和STM联用，扫描隧道显微镜 STM 是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器, STM 技术的最大优势在于可获得原子级的分辨率。分子束外延MBE与扫描隧道显微镜STM联用可以成功分析MBE生长晶体表面结构, 这种联用现已广泛应用于各大院校和研究院应用表面物理实验中。统计中的STM和MBE的联用系统主要为日本Unisoku品牌。

本次统计主要涉及Omicron、TSST、SPECS、MBE-Komponenten、DCA、VG、Unisoku、SVT、国成仪器、Riber、Veeco、苏州新锐博纳米、Neocera、大连齐维、北京矿亿拓元科技有限公司、上海实路真空、北京珀菲特、费勉仪器、KurJ.Lesker等品牌。