Kính hiển vi 0,1 nanomet của Trung Quốc sắp sản xuất hàng loạt, nhắm thị trường Mỹ và Nhật đang thống trị

Thiết bị mang tên TEM-F200 do CIQTEK, doanh nghiệp thiết bị khoa học có trụ sở tại Hợp Phì, phát triển. Mẫu kính hiển vi có độ phân giải điểm 0,25nm và giới hạn thông tin 0,1nm, mức thông số tiệm cận các dòng thiết bị chủ lực đang được sử dụng phổ biến trên thị trường quốc tế.

Theo Nhật báo Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, việc TEM-F200 đạt khả năng sản xuất hàng loạt đánh dấu bước chuyển đáng chú ý của ngành kính hiển vi điện tử trong nước, từ giai đoạn nghiên cứu phát triển sang thương mại hóa.

Đây cũng là một phần trong chiến lược rộng hơn nhằm giảm phụ thuộc vào thiết bị nhập khẩu, đặc biệt với những công cụ có vai trò quan trọng trong vật liệu tiên tiến, y sinh và sản xuất chip bán dẫn.

Nhắm tới chip, vật liệu mới và y sinh

CIQTEK giới thiệu TEM-F200 tại Hội nghị quốc gia về kính hiển vi điện tử năm 2026 ở Nam Kinh.

Kính hiển vi điện tử truyền qua là công cụ quan trọng trong nghiên cứu vật liệu, bán dẫn, sinh học và nhiều lĩnh vực công nghệ cao khác.

Không giống kính hiển vi quang học sử dụng ánh sáng, TEM dùng chùm electron xuyên qua một mẫu vật rất mỏng để tái tạo hình ảnh. Bước sóng electron ngắn hơn nhiều so với ánh sáng khả kiến, nhờ đó thiết bị có thể quan sát các cấu trúc nhỏ hơn hàng nghìn lần.

Kính hiển vi quang học thông thường thường bị giới hạn ở độ phân giải khoảng 200 đến 250 nm. Trong khi đó, TEM hiện đại có thể xuống tới quy mô dưới 1 nm, đủ để nghiên cứu cấu trúc tinh thể, khuyết tật vật liệu và trong một số trường hợp quan sát tới cấp độ nguyên tử.

Theo CIQTEK, TEM-F200 được thiết kế để phục vụ chụp ảnh độ phân giải cao và phân tích khuyết tật trong vật liệu tiên tiến cũng như chất bán dẫn.

Wu Aihua, Tổng thư ký phân ban thiết bị phân tích thuộc Hiệp hội Thiết bị và Điều khiển Trung Quốc, cho rằng thiết bị còn có tiềm năng ứng dụng trong y sinh, qua đó giúp Trung Quốc tăng khả năng tự chủ trong phân tích và kiểm nghiệm.

Điện áp gia tốc 200 kV cũng là mức phổ biến trên nhiều dòng TEM đa dụng cao cấp hiện nay, do tạo được sự cân bằng giữa độ phân giải cao và nguy cơ gây tổn thương mẫu bởi chùm electron.

Thị trường lâu nay tập trung trong tay vài doanh nghiệp

Thị trường TEM thương mại toàn cầu hiện vẫn tập trung vào một số hãng lớn của Mỹ và Nhật Bản.

Thermo Fisher Scientific của Mỹ, với hoạt động sản xuất TEM tại Hà Lan, và JEOL của Nhật Bản là hai tên tuổi lớn nhất. Các dòng 200 kV chủ lực của họ có giới hạn thông tin vào khoảng 0,11 đến 0,12 nm.

Ngoài ra còn có Hitachi của Nhật Bản và Bruker của Mỹ. Bruker hiện sở hữu dòng kính hiển vi điện tử Nion, vốn nổi tiếng với các hệ thống STEM có độ phân giải rất cao.

Trong nhiều năm, Trung Quốc phụ thuộc lớn vào những thiết bị nhập khẩu này cho cả nghiên cứu lẫn công nghiệp.

Giá của một hệ thống TEM cao cấp có thể dao động từ hàng trăm nghìn tới hàng triệu USD, chưa kể chi phí bảo trì, phụ tùng và dịch vụ kỹ thuật.

Trung Quốc liên tiếp tung thiết bị nội địa

Những năm gần đây, Trung Quốc tăng tốc phát triển kính hiển vi điện tử trong nước.

Năm 2024, phòng thí nghiệm Bioland Laboratory tại Quảng Châu phát triển mẫu kính hiển vi điện tử truyền qua phát xạ trường thương mại đầu tiên của Trung Quốc, TH-F120, hoạt động ở điện áp 120 kV. Sản phẩm sau đó được CIQTEK sản xuất và đưa ra thị trường.

Năm ngoái, Công ty Công nghệ Thiết bị Bozhon Tô Châu giới thiệu BZ-F200, được quảng bá là TEM thương mại 200 kV đầu tiên của Trung Quốc.

Đến tháng 5 năm nay, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc công bố Aeye-1, được giới thiệu là hệ thống kính hiển vi điện tử truyền qua đầu tiên trên thế giới ứng dụng AI.

Song song đó, Trung Quốc cũng đầu tư vào cryo-EM, một nhánh chuyên dụng của TEM dùng để tái dựng cấu trúc 3D của các phân tử sinh học như protein, có vai trò lớn trong nghiên cứu thuốc và sinh học phân tử.

CIQTEK mới đây cũng ra mắt TEM-F120, dòng 120kV hướng tới nghiên cứu khoa học sự sống và vật liệu.

Việc liên tiếp xuất hiện các mẫu thiết bị ở nhiều phân khúc cho thấy mục tiêu của Trung Quốc không chỉ là tạo ra một sản phẩm thay thế nhập khẩu đơn lẻ, mà là xây dựng cả hệ sinh thái kính hiển vi điện tử nội địa.

Với TEM-F200, bước tiếp theo sẽ là kiểm chứng khả năng sản xuất ổn định, độ bền, dịch vụ kỹ thuật và hiệu suất thực tế trong các phòng thí nghiệm cũng như nhà máy công nghệ cao. Nếu vượt qua được giai đoạn này, Trung Quốc có thể tạo thêm một đối thủ mới trên thị trường kính hiển vi điện tử vốn lâu nay do một số hãng Mỹ và Nhật Bản thống trị.