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伯锐锶:以创新电子束技术赋能生命科学,推动国产电镜走向世界

2025.11.03
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南州

分析测试行业的搬山工

  ——专访伯锐锶创始人、总经理兼CTO方伟博士

  以每秒100M像素的速度,对生命科学样品进行全自动、无遗漏的扫描成像——这是宁波伯锐锶电子束科技有限公司(以下简称“伯锐锶”)推出的高速扫描透射电镜创造的性能标杆。实现这一突破的,并非传统的电镜厂商,而是由半导体检测领域两位顶尖专家组建的团队。在半导体设备领域深耕二十余载后,清华大学博士、前ASML与HMI核心专家方伟博士,携国际知名电子光学专家陈仲玮博士共同创立伯锐锶,聚焦生命科学仪器革新。近日,分析测试百科网采访了伯锐锶创始人、总经理兼CTO方伟博士,深入探讨其技术突破、行业趋势与国产仪器发展路径。

伯锐锶创始人、总经理兼CTO方伟博士

  伯锐锶成立于2022年12月,在宁波(总部)设有研发和生产中心,是一家专业从事高端场发射(Schottky Field Emission)电子显微镜系统设计、研发、生产、销售及服务的高科技企业,致力于提供病毒研究、生物医疗等领域的高速、全自动化电子显微镜解决方案。

创业初衷:跨界洞察 瞄准生命科学仪器革新

  方伟博士的学术与职业轨迹横跨清华、新加坡南洋理工大学及ASML、HMI等顶尖机构,主导开发了全球首台65nm电子束缺陷检测设备、eScan320半导体检测设备等里程碑式产品,并首创D2DB缺陷检测方法。谈及为何选择创业,方伟博士坦言,这源于他与HMI创始人、国际知名电子光学专家陈仲玮博士一个共同的观察与理想。

  “我们发现,生命科学领域的仪器,特别是样品制备后的观察设备,其操作方式在过去30年里几乎未有革命性的改变。”方博士解释道,“与此同时,陈老师一直怀有将先进电子束技术应用于生命科学的愿景。2020年左右,我们决定离开ASML,共同创立Borries,并于2022年12月正式在宁波成立伯锐锶公司。”选择宁波,既因陈博士的故乡情结,也得益于当地对高科技产业的积极引进政策。

技术突破:全自动高速电镜重塑科研范式

  伯锐锶的核心产品为RAVIIS-300快速自动微颗粒成像分析系统,是一款快速智能、全自动化、且拥有完全自主知识产权的50KV扫描透射电子显微镜(STEM),满足病毒形态观察、疫苗细胞库安全性检测及疫苗研发制造、临床病理组织切片研究、生物科研脑神经连接组学等领域的应用需求。具备以下特点:

  1.全自动化操作:颠覆传统电镜需人工手动操作的局限,支持大面积扫描与数据重复定位,可7x24小时自动连续图像采集,大幅提升实验效率。

  2.超高分辨率:全新光学系统设计,分辨率1.0nm@50kV(1nA),可获得兼具高分辨率和大视野(畸变小于1‰)的图像。

  3.高速扫描:采用自主研发的高速STEM探测器,50KV下100M/s STEM超高速成像。系统具备视频级(25fps@2k*2k)纳米尺度分析能力,在保持高分辨率情况下,可进行全自动无遗漏信息采集。

  4.样品低损伤:像素停留时间仅10 ns,减少电子束对样本的损伤,同时保持高信噪比。

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RAVIIS-300快速自动微颗粒成像分析系统

  “我们的目标是‘全自动化’和‘高速扫描’。” 方伟博士指出,“传统的电镜需要操作人员长时间坐在设备前手动调试、拍摄,不仅效率低下,且只能获得少量照片,数据的代表性和可重复性有限。我们的电镜能够实现大面积、快速自动扫描,获取海量数据,并且每个成像位置都可百分百重复,为后续的定性、定量分析提供了坚实基础。”

  RAVIIS-300独特的沉浸式电磁复合物镜系统,可以实现大小场快速切换。即,它允许用户先拍摄一个大视场的低分辨率图像,然后在任何一点切换高分辨率的图。这一技术不仅保障了图像质量,也大大提高了扫描效率。改造后的样品平台,可以对运输、传递、存储等进行信息跟踪。专利的免震运动平台,可以减少震动产生的噪声,从而提高图像分辨率。在软件方面,RAVIIS-300增加了AI的实时处理能力,扫描与图像处理同步进行,这为用户节省了大量时间。

核心优势:从探测器到电子枪的全链路自研

  为何伯锐锶扫描透射电镜能实现这么高的扫描速度?方伟博士将关键归因于核心探测器的完全自研。

  “目前,在全球范围内,能够完全自产这种高速半导体直接探测器的电镜公司,可能只有我们。”方博士透露,“它与常见的探测器原理不同,省去了光电转换环节,响应速度极快,信噪比更高。这使得我们用更少的电子就能获得高质量图像,从而支撑了高速扫描。”

  自主研发的半导体直接探测器,成像速度100M像素/秒(10ns/像素驻留时间),比传统电镜快4-5倍。这意味着扫描一个12K x 12K的超高分辨率图像,仅需一秒左右。“过去需要按月计算的体电镜三维重构任务,现在可缩短至按周完成。” 方伟博士说道。

  除了探测器,伯锐锶在电子枪、镜筒等所有核心部件上都拥有完整的自主知识产权和制造能力。“我们从零件开始全部自己设计制造,这确保了技术的自主可控,也是我们未来参与全球竞争的底气。”

科学赋能:驱动生命科学研究进入三维时代

  方伟博士表示,生命科学研究正从二维向三维结构解析加速迈进,体电镜技术成为关键工具。无论是脑神经连接的精细测绘,还是各类细胞器的三维结构解析,都需要对样品进行连续切片、海量成像和三维重建。

  伯锐锶的扫描透射电镜在正向分辨率上具有显著优势,可将分辨率提升至5 nm,减少切片厚度,简化实验流程。“一个测试项目的数据量可能高达800 TB。伯锐锶的高速电镜将扫描时间从‘按年计算’缩短到‘按月甚至按周计算’,大大缩减了实验时间。” 方伟博士说道。目前,伯锐锶已与中科院自动化所等单位达成深度合作。

  面对行业趋势,方博士指出,对于大多数生命科学研究者而言,处理海量的电镜图像数据是一个巨大门槛。“未来的竞争,不仅是硬件速度的比拼,更是比拼谁能提供从成像、数据处理到三维重构的完整解决方案。让生物学家无需关心技术细节,直接获得可分析的三维结构数据,这是我们伯锐锶努力的方向。”

发展之路:走差异化道路,亮相全球舞台

  谈及国内科学仪器行业,方伟博士认为当前是“快速发展与内卷并存”的时代。他说道:“近年国产电镜发展迅速,但需警惕同质化竞争。我们伯锐锶选择了差异化道路,从电子枪到镜筒、探测器均自主开发,拥有完整知识产权。”他以电子枪为例,“国内多数企业尚依赖进口,而我们成功自主研发了专用于生命科学的50kV电子枪,掌握了完全自主知识产权,关键设备与核心零部件均实现独立研发与生产。”

  “我们从不跟随国外产品的设计思路。而是深刻理解生命科学用户的具体需求,在特定领域做到极致。”方博士表示,伯锐锶从创立之初就瞄准了高速、自动化、大面积的扫描透射电镜这一细分市场,并做到了国际领先水平。

  对于公司未来3-5年的规划,方伟博士展现出务实与雄心:“我们首先需要脚踏实地,实现稳定盈利和市场扩张,预计明年业务将迈上一个大台阶。我们的中期目标是在3-5年内走向IPO等资本市场道路,但更重要的是,伯锐锶要持续技术创新,不仅在国内立足,更要坚定地走向世界舞台,与国际顶尖品牌同台竞争。”

  在方伟博士的蓝图中,伯锐锶不只是一家电镜制造公司,更希望通过提供高速、自动化的扫描透射电镜,助推生命科学研究从二维走向三维阶段。未来,伯锐锶将始终坚持走自主创新之路,保持技术优势,打造在世界范围内具有核心竞争力的国产电镜产品,致力成为高端科研仪器领域的世界级领军企业。

本文中所提到的厂商

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