从半导体到生命科学:专注电镜，做到极致--访Bio-eBea m创始人兼CEO和CTO方伟博士
2024-12-18
回顾往昔，2000年的某一天，正在新加坡南洋理工大学任职的方伟博士忽然心生一念- “这里太热 了， 应该换个天气好的地方"
恰在此时，他偶遇了正在拜访客户的Hermes-Microvision Inc.(汉民微测，HMI)创始人之一陈仲玮先 生，两人一拍即合。于是，方伟博士卖掉房子，将所有家具打包进集装箱，来到美国，并投身于HMI，从此开 启了与电镜的不解之缘。
在随后的短短十多年间，HMI凭借卓越的研发实力，把半导体电子東检测设备做到世界第一，并在世界级 半导体尖端制程设备中占有一席之地。而今，方伟博士团队再启新程，创立Bio-eBeam(宁波伯锐锶电子束 科技有限公司)，目光投向生命科学领域。基于在HMI及ASML累积的二十余年研发经验，Bio-eBeam推出的 第一代产品--场发射高速扫描透射(STEM)电子显微镜RAVIIS-300，一经问世便展现出非凡实力。
近日，仪器信息网有幸对方伟博士进行了专访，一同回顾他与电镜共同成长的历程，并聆听了Bio-eBea m的创立初衷和发展愿景。
Bio-eBeam创始人兼CEO和CTO 方伟
方伟，1984年进入清华，1994年获清华大学电子工程系博士学位;1995-1996年在清华任教;1996-2001年在新加坡 南洋理工大学做博士后和研究员;2001年加入美国硅谷创新公司HMI，任职至VP of Engineering;2016年ASML收购HMI 后，仍担任VP of Engineering;目前，为Bio-eBeam创始人兼CEO和CTO。
加入HMI:始于偶然，成于必然
方伟博士坦言:“当时我并没有多么了解HMI，只是因为非常相信陈仲玮先生，被他的人格魅力所吸引， 就决定加入。进来后才发现，这里只有十几个人，产品都还没有研制出来。”在大学时代，方伟博士的专业就 是图像识别与人工智能，加入HMI后，他继续从事图像处理的研究。然而，HMI的仪器采用的是电子光学扫描 技术，与他之前所学有所不同。为此，方伟博士重新向陈仲玮老师学习了电子光学。
HMI团队从电子枪开始，逐步掌握了图像处理的整套流程，深入研究缺陷检测、电子東在半导体中的成像 机理等等。经过不懈努力，他们成功进入半导体行业，直至站在半导体电子東检测设备的顶峰。
然而，成功的路上并非一帆风顺。方伟博士回忆道:“2007年，我们的设备正在和KLA激烈竞争之时 迎来了一个日本客户，在用户端激烈的H2H竞争中，有时为了做好数据比对，我们需要穿过超净间在仪器放 置点往返，这段路程长达500米，那次，我们从早上六点一直忙碌到次日凌晨三点，来回19趟，走了有二十公 里。
幸运的是，正是这次测试中的一个偶然失误，让他们看到了平时看不到的缺陷。HMI团队迅速做出应对， 立即返回美国进行改进，仅用不到一周时间就完成了优化。由此，HMI的机器以更好的性能战胜KLA，客户也 因此决定购买他们的产品。
但是，2008年金融危机爆发，这家客户因破产而无力购买。面对困境，HMI团队做出了一个大胆决定: 先让客户免费使用，待其经济状况好转后再行结算。正是这份对客户的信赖和关注，让HMI与其建立了深厚的 友谊。2009年，客户大量采购了HMI的产品。也是从这时起，HMI战胜KLA，迎来了真正的起。
方伟博士总结道:“HMI之所以能够成功，主要得益于我们对技术和用户的双重关注。公司初创时期，几 位创始人各司其职，分别负责电子光学、机械、自动化、软件及市场等关键领域。我们自主研发，精益求精; 同时密切关注客户需求，并以最快的速度给予响应。
ASML收购HMI:基于高处不胜寒的危机感
方伟博士继续讲述: “到2013年，HMI已经成功上市。那时，半导体行业巨头英特尔在做14nm芯片研 发，碰到了极大的困难，其他厂商都没有办法解决，就找到了我们。我带着团队和仪器，用了三四个月的时 间，帮他们看清楚问题，并找到了缺陷的根源。
"这一突破让英特尔得以迅速推进量产。他们非常高兴，一口气买了我们9台仪器，以及后续的软件和维 保方案。这笔大额订单促使HMI的股价大涨，也让HMI之后的市场占有率超过了90%。
"有句话说，高处不胜寒。我们觉得，这是一件好事，也是一件坏事。HMI没有任何竞争对手了，也让用 户产生了担忧。所以，我们开始思考，再往后该怎么走。
“到了2014年，我们跟ASML联合做光刻机的在线监测，那个项目做完以后，数据非常好。现任ASML的 CEO克里斯托弗·富凯(Christophe Fouquet)当时亲自负责这件事，他提出，与其合作不如直接收购我们 双方可以更好地互相帮助。
从2015年底双方有初步想法，经过大半年的谈判，ASML和HMI于2016年7月左右达成收购协议。由于两 家公司在企业文化、发展理念等方面存在差异，在之后的一段时间里，不可避免的发生了一些分歧与摩擦，一 部分员工选择离开。
关于聚束科技:HMI上市后进一步拓展市场背景下诞生
提及聚束科技，方伟博士表示，HMI上市后，公司内部开始探讨进一步扩大市场的策略，考虑到只做半导 体领域可能对公司的市值增长有所限制，他们萌生了拓展生物领域的想法。因为生物与半导体差异较大，HMI 还专门找了一些人来进行评估。
随后，在2013年和2014年，HMI进行了一些尝试性探索，尽管董事会对此持谨慎态度，认为这存在较大 风险，但得到了陈仲玮先生的支持。基于此，三位年轻人在2015年离开HMI，创办聚束科技，陈仲玮先生和 HMMI都进行了投资。
聚束科技成立以后，并没有跟HMI完全分解，很多技术基础基于HMI，起点很高，产品推出速度也非常快；
然而，随着2016年HMI被ASML收购，双方的关系发生了变化，HMI的股份从聚束科技中退出。此后几 年，聚束科技经历了一段动荡期，资金消耗增加，产品稳定性却不足，同时目标过于宏大，产品线也过于宽 泛。由于担心技术冲突，投资方对聚束科技的介入有限，导致其在一定程度上处于放任状态。
直到2020年，陈仲玮先生从ASML退休后，开始介入聚束科技的事务。他发现公司发展已经有些失控。2021年，聚束科技进行了人员调整。
方伟博士指出，虽然生物领域是HMI最初希望聚束科技去发展的方向，但其在执行过程中并未完全聚焦于 此，方向发生偏离。现在，原聚束科技的业务已由Bio-eBeam接手
成立Bio-eBeam:开启生命科学领域新旅程
2020年初，新冠疫情爆发。方伟博士和陈仲玮先生非常关心国内情况，向一位国内朋友了解情况时得 知，他花了一个礼拜的时间加班用仪器设备查找病毒。这件事给两位带来了很大触动。
"我们做半导体自动检测很容易，即便含量微小到百万分之一、千万分之一，都能很快找到缺陷。为什么 病毒却找不到?而且不能自动检测?需要一天做十几个小时的手工检测，非常辛苦。”于是，他们决定做一些 改变。
为了将这一想法付诸实践，方伟博士和陈仲玮先生迅速着手行动。随着美国也开始实施隔离措施，两人就 频频视频联络，Bio-eBeam的很多专利就是这个时候开始准备。
在研发过程中，他们提出了三个关键问题:一是如何在短时间内观察到含量极低的纳米颗粒(病毒)，并对其进行量化;二是面对像哈佛Neuroglancer那样庞大而复杂的数据量时，是否还能依赖手工方式;三是病理分析中，高通量、大面积成像是否可以提高诊断的准确率，基于这些思考，他们决定将半导体工业级的电子束检测技术重新带入到生命科学中。
疫情的蔓延给他们的工作带来了诸多不便。由于当时的新加坡尚未实施严格的封锁措施，他们便在那里注 册了公司。
到了2021年，方伟博士和陈仲玮先生回到中国，寻找适合发展的地方，此时，方伟博士的一位同学向他 们推荐了宁波。这里有资源，浙江又是两位的故乡，他们就确立了宁波伯锐锶电子東科技有限公司。
第一代核心产品:高速场发射扫描透射(STEM)电子显微镜RAVIIS-300
Bio-eBeam推出的第一代产品--RAVIIS-300是国内首台单束场发射扫描透射电镜，实现2x100M/5高 成像速度，拥有明场和暗场两个通道，全自动样品加载，可进行7天24小时自动连续图像采集，在分辨率方 面，RAVIS-300并没有追求极限，而是将其定位在1nm。50kV的电子枪不仅降低了物料的成本，也减少了对 样品的损耗，确保生物样品的广泛应用。
其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，RAVIS-300增加了A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。
方伟博士讲到:“例如医院的用户，他们雪要学医疗知识、电镜以及A技术，很多基层或地方医院根本没 有这个能力。RAVIIS-300大大降低了使用门槛，减少了这种痛苦。我们已经有仪器交付，工程师介绍了半小 时左右，用户就能上手操作了。
此外，Bio-eBeam的另一款产品高通量场发射扫描电子显微镜SEMNova-1000，是保留了原聚束科技的 产品NavigatorSEM-100。它实现单東SE+BES成像速度100M像素，分辨率1.5nm@1kV(1nA)0~12keV 落点能量可选，同样可以做到全自动样品载入和7天24小时自动连续图像采集。
方伟博士最后说到:“现在的老牌电镜公司都已经有七八十年的历史了，实力非常雄厚。如果没有自己的 独特技术，不能把产品做到极致，就很容易被打败。所以，想要在市场上站稳脚跟，就要从另一个角度看问 题:是不是可以解决一部分用户的实际问题?如果他们没做到，那就由我们来做。"
"我们的产品会继续往前走，但Bi0-eBeam一定是聚焦在生命科学上。在这个领域里，我们是否可以重 新做回世界第一?那是我们的目标。"
文章转载于： https://www.instrument.com.cn/news/20241218/760162.shtml
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