2024年龙年开年，国产电镜迎来了新的开端；
电子显微镜 Electron Microscope 的发展历程如同一部科技探险小说。它的起源和发展都与科学家们不断的好奇心和对知识的追求紧密相关。
在20世纪初，随着物理学和材料科学的快速发展，科学家们对微观世界产生了浓厚的兴趣。
当电子物理学的高速发展撞车传统光学显微镜分辨率的限制，科学家们已经无法看到超过200纳米以下的微观细节，他们迫切需要一种更高分辨率的显微镜来观察更小尺度的物质结构。
这就是扫描电子显微镜应运而生的现实背景。
透射电子显微镜 TEM 和扫描电子显微镜 SEM 的构想都是在20世纪30年代初提出来的。
1931年，德国的卡诺尔 M.Knoll 和鲁斯卡 E.Ruska 用冷阴极放电电子源和三个电子透镜改装了一台高压示波器，并获得了放大 12 倍的图像，他们发明的就是透射电子显微镜。这个发明用事实证实了用电子显微镜来对微细的物体进行放大成像是可行的。
1934 年，经过波尼斯 Ven Borries 和鲁斯卡的不断努力和改进，透射电镜的分辨力达到了 50nm，突破了光学显微镜的分辨极限，于是透射电镜开始受到科技界的重视。
20世纪40年代美国的希尔发明了消像散器，解决了由于电镜中电磁透镜的不完全旋转对称而造成的束斑不够圆的问题，使电子显微镜的分辨力有了新的突破。
由于人类电镜设计能力和机械加工水平的逐年提高，以及科学家们的不断改进，电子显微镜才达到了现在的高分辨水平。
最早提出和研发扫描电子显微镜的关键人物是德国物理学家马克·冯·阿弗林 Max von Laue 和瑞典物理学家奥古斯特·特雷夫斯 August K. Tufte。1938年，他们设计并制造了一台最早的电子显微镜雏形，但由于技术限制和第二次世界大战的爆发，进一步发展受到了阻碍。
20世纪50年代起，新一代科学家开始加入到扫描电子显微镜的研究中，扫描电子显微镜开始进入高速发展时代。
根据国家第一个五年经济建设计划的需要，1952年全国大学物理系三年级的学生都提前一年毕业。当时王大珩先生已受命在长春市筹建中国科学院仪器馆（后改名为长春光学精密机械与物理研究所，简称长春光机所），从各地招收了二十名大学应届毕业生，姚骏恩是其中之一。
当时的长春满目疮痍，还没有从战争创伤中恢复过来。姚骏恩从设计大礼堂的座椅、采购器材和实验设备开始，日夜兼程、东奔西走，全身心的投入到中国科学院仪器馆的建设工作中。
1953年，德意志民主共和国的总统把一台该国生产的、代表当时世界水平的电子显微镜，送给毛主席作为六十寿辰的大礼。
1956年,我国制定《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》时，由王大珩先生领导的仪器规划小组提出要研制电子显微镜。而当时的苏联顾问认为这个项目难度太大，在此期间中国做不出来，不要列入规划，中国如要用，可以向苏联买。
王大珩先生并未因此停止研制电子显微镜的步伐。姚骏恩当时是仪器规划小组的工作人员和俄文翻译，在此期间，光机所拟送去苏联国家计量院学习，但因体检发现视觉红绿色弱，不合格而作罢。
1956年，美国物理学家埃尔文·米勒 Erwin Müller 研发出了最早的可行的原子尺度成像装置，被视为扫描电子显微镜的奠基者。
1957年，长春光机所又选派姚骏恩去德国的学习红外光谱仪器制造技术，在中国科学院沈阳干部学院学习了将近一年的德语。年底，一切去德的手续都已办妥，行李也送上了火车，准备第二天出发。可是，当晚接到中国科学院的紧急通知，“暂不去德”。后来才明白，是德国方面要分别“安排”。不久，到大学进修的去了德国，而蔡司公司则不接受姚骏恩去学习他们的关键技术，德国之旅未能成行。
1958年，在“破除迷信，解放思想”思想指引下，所长王大珩先生大胆提出在长春光机所研制电镜，并邀请了一位刚从德国留学回来的中国科学院电子学研究所博士作为负责人，以中国科学院武汉一个研究所刚从日本订购的中型电镜作为参考样机开始研制工作。
研制电镜需要解决真空问题，当时光机所只有一台前苏联生产的氦质谱真空检漏仪，在此期间，姚骏恩翻译了俄文说明书。通过夜以继日的刻苦攻关以及高效的协调配合后，只经过短短的72天，在1958年8月即成功制造了我国第一台电子显微镜，加速电压50kV，分辨本领达10nm。
这台电子显微镜作为光机所研制成功的“八大件”（指八项先进的高端光学仪器）之一，于当年国庆节前夕在北京中关村展出。毛主席参观了这个展览会，当工作人员介绍到电子显微镜时，他高兴地说“我们也能做这个东西（电子显微镜）了”，对这些科研成果倍加赞赏。
后来姚骏恩独自一人去武汉归还之前借来的日本电镜，由于是被拆成零部件后再重新装起来的，问题不少，就连机械泵也发生了故障。当时，姚俊恩“初生牛犊不怕虎”，竟敢把它拆开，清洗精密的旋转刮板后再装起来。姚俊恩打开不容许用户触动的50kV高压油箱进行检查维修，并过滤高压变压器油。经反复调试，这台电镜的分辨本领终于恢复到其出厂指标2.5nm。
此后，该中型电子显微镜向南京教学仪器厂（后改名为江南光学仪器厂）等推广生产。他们在光机所图纸的基础上不断改进，于1961年实现了小批量生产，至1994年共生产了两百多台。
在成功制造我国第一台电子显微镜后，有人说，你们能做电子显微镜，很好！但这是仿制的，自己设计行吗？我们了解自主研发面临的巨大挑战，但更加深知这是我国科技发展的必由之路。为此，1958年9月，长春光机所决定自行设计研制100kV大型电子显微镜并成立了电子显微镜研究小组，由姚俊恩任组长和课题负责人，电子所的一位专家为技术负责人。
由于姚俊恩在研制检流计时熟悉了磁路设计，加上具备相关的光学知识和英、德、俄文的基础，参考了国外有关经典文献和当时世界上最先进的德国西门子公司的Elmiskop型电子显微镜产品样本，很快就完成了电子显微镜总体设计和电子光学系统、电磁透镜的设计，并提出了对加速电压及纹波、透镜电源和真空系统等的要求。
经过全体人员十个月不分日夜的辛勤劳动、协同合作，终于在1959年9月末，我们研制成功了我国第一台自行设计的电子显微镜 XD-100型，分辨本领优于2.5nm、加速电压100kV、放大倍数达10万倍以上。
为参加国庆十周年全国工业交通展览会，团队一行特别包租了一节火车车皮，姚俊恩和负责机械设计的同志就坐在电子显微镜的包装箱上，星夜奔赴北京。在北京展览馆安装好后，却发现冷却水漏进了物镜线包造成漏电，导致电子显微镜无法工作。当时已是放假前夕，姚俊恩抱着十几公斤重的物镜找到兄弟单位，用真空烘箱烘干，又花了一天的时间抽真空，终于及时解决了问题。
1959年10月1日，这台10万倍电子显微镜作为一项重大科技成果，在北京展览馆按时展出，并且摆在了中央大厅的显要位置。观众十分好奇地排起长队等待着用电子显微镜来观看蚊子翅膀上的“汗毛”，这个场景至今令人难以忘怀。当天，天安门前举行国庆十周年庆祝大会，这台XD-100大型电子显微镜的巨大模型排在中国科学院游行队伍最前面，接受了检阅。
这台电子显微镜被列为我国仪器仪表行业从仿制到自行设计研制的一个里程碑标志，被列入了“中华人民共和国四十年重大科学技术成就”之一，并收入了记载古今中外自然科学大事的《自然科学大事年表》。
长春光机所发扬当时提倡的“全国一盘棋”和“共产主义大协作精神”，1958年和1960年先后将仿制的中型电镜和自行设计制造的XD-100大型电子显微镜的全部设计资料和机械图纸无偿地交给南京教学仪器厂和上海精密医疗器械厂（后改名为上海电子光学技术研究所）。
姚俊恩也多次到上海、南京毫无保留地向他们介绍电镜设计及调试技术。就这样，我国逐步建立起了自己的电子显微镜制造领域。
1960年9月，国家科委在北京召开第一次全国电子显微技术交流会，姚俊恩作了题为“ XD-100大型电子显微镜研制”的学术报告。
会议期间，姚俊恩被确诊得了肺结核，11月回到上海家里，肺部已有严重的“空洞”，在接受近一年住院治疗后，才得以再次回到长春工作。
上海精密医疗器械厂在XD-100型基础上制成了DXA2-8型电镜，分辨本领达2.0nm。当时，为了庆贺全国八个具有代表性的新产品问世，邮电部特别发行了一套纪念邮票（8张），其中一张就是DXA2-8型电子显微镜。这是世界上最早的以电子显微镜为主题的邮票。
1965年7月，研制成功DXA3-8型一级电子显微镜，分辨本领提高到0.7nm，通过了国家鉴定。1968年定型了DXA4-10（0.7nm，100kV），到1977年共生产了72台。
中国科学院新疆化学研究所购置了第一台DXA4-10商用高分辨率电子显微镜，并利用这台仪器发现了四百多种动植物病毒，不但为我国动植物病毒研究作出了重要贡献，也培养了一批优秀人才。这也印证，我国自主研发电子显微镜的能力取得了长足进步。
1964年4月，根据中国科学院集中力量的决定，将长春光机所电子显微镜研究室包括姚骏恩在内的13人调并到北京的科学仪器厂（后为北京中科科仪股份有限公司）。
姚骏恩出任了电子显微镜研究实验室副主任，负责研制DX-2型100kV透射电子显微镜，主要负责总体设计和电子光学系统计算。在此期间，姚骏恩重点解决了电子显微镜的“心脏”——物镜极靴的研制和高稳定度100kV高压电源的问题。
1965年底，中国科学院组织成果鉴定，结论为：“根据在鉴定过程中所拍摄的铂铱粒子照片，测得最小可分辨距离为0.4nm和0.5nm 的五对点子。按国外常见的表示方法，DX-2电镜的分辨本领可达0.4nm。
按国内采用从严的分辨本领鉴定方法（以第五对最近点中心间的距离计算）, 评定该电镜的分辨本领为0.5nm ，电子光学放大可达25万倍以上。由此可以认为DX-2电镜在分辨本领和放大倍数方面已达到国际先进水平” (原结论中以埃为单位，1nm = 10埃)。
1966年1月，DX-2型电镜作为重点展品参加了北京全国仪器仪表新产品展览会。此后，姚俊恩参与了6台DX-2型电子显微镜的小批量生产。
姚骏恩指导并参与研制完成了我国第一台扫描电镜（DX-3型），负责人是姚俊恩的第一位研究生。这台扫描电镜性能达到了1973年我国进口的日本扫描电子显微镜的水平，并且实现了批量化生产。
同年，科学仪器厂扫描电子显微镜组获得了国务院总理亲笔题词的荣誉证书，给了国产电镜人莫大的鼓舞。
姚骏恩还负责研制X射线波谱仪，并将其和同轴光学显微镜一起配装在扫描电镜上，发展成DX-3A型分析扫描电镜。该型扫描电镜先后生产了近百台，并向国内几家单位推广生产。
1965年，日本科学家阪本浩 Hiroshi Tanabe 和日野隆韦 Ryoei Hino 也在制造商用化的扫描电子显微镜，并开始推广和应用该技术。
上世纪70年代，英国和德国几家公司、荷兰皇家飞利浦公司、美国几家公司、和日本几家公司也开始大规模生产扫描电子显微镜，使其逐渐普及。
进入80年代，美国物理学家吉山修一 Shuichi Yoshida 提出了场发射电子显微镜 Field Emission Scanning Electron Microscope，FE-SEM 的概念，进一步提升了扫描电镜的分辨率和精确成像的能力。
1980年中国电子显微镜学会成立，姚骏恩是主要创办人之一；1982年《电子显微学报》创刊，姚骏恩作为副主编、主编主持日常工作。
1982年出现了扫描隧道显微镜 STM，横向分辨本领达0.1~0.2nm，纵向分辨本领高达0.01nm，这是其它显微镜难以达到的。更重要的是STM克服了电镜试样必须处于真空环境的限制，可在大气、真空、甚至液体环境中观察物体在自然状态下的表面结构和实际状态。
1986年的诺贝尔奖物理奖即授予了扫描隧道显微镜的两位发明人、和50年前（1932年）第一台电子显微镜的创制者。
中国科学院成立了北京电子显微镜（开放）实验室，依托在中国科学院北京科学仪器厂，姚骏恩被任命为副主任。
姚骏恩认识到STM大有发展前途，自己又有研制电子显微镜的经验，于是提出自行研制STM，得到了实验室主任的大力支持，由姚骏恩兼任STM研制小组组长并且赴美调研，不久姚俊恩确定了设计方案，经过半年多的刻苦攻关得以研制成功。
北京电镜室工作者用自制的STM首次获得了石墨表面原子图像，横向和纵向分辨本领分别达到了0.1nm和0.01nm，达到国际先进水平。
1987年12月22日，《人民日报》头版上的报眼以“我国制成新型扫描隧道显微镜”为题，对此进行了专题报导。该型电镜后续实现了小批量生产。
第二年，在英国召开的第三届STM会议上，首次报导了我国研制成功的STM，并选入了会议论文集。中国团队还在国际上首次用实验验证了一个重要论断，即STM图像不只是试样的像，还与探针有关。
在1989年，又诞生了光子扫描隧道显微镜 PSTM，分辨本领突破了传统光学显微镜光束半波长的衍射限制，引起世人瞩目。
1991年姚骏恩又提出研制PSTM，在与大连理工大学物理系的合作下，于1993年6月研制成功我国第一台光子扫描隧道显微镜，图像横向分辨本领优于10nm，纵向分辨本领为1nm，达到国际先进水平，与此同时还开展了应用研究，不断推动我国的电镜事业跟上世界发展的脚步。
姚骏恩从中国科学院北京科学仪器研制中心退休后，也未停止科学研究的脚步，继续从事发展原子力显微镜的工作。姚俊恩之前与一位专家合作共同发展了一种国际上分辨率最高的MoS2固体径迹探测器，研制生产了我国第一代激光检测原子力显微镜。
从上面的历程我们可以看到，我们在上世纪已经实现了多种电子显微镜的国产化和量产，多项产品的主要指标接近或达到当时的国际水平sem扫描电子显微镜实验报告，这些国产电子显微镜为促进我国的科学技术和工农业生产发展作出了贡献，创造了属于自己的辉煌。
但是改革开放后各种电镜大量进口，促进了外国公司的发展，而国产电子显微镜因使用性能等不如进口产品而竞争力有限，只剩下一个研制单位——北京中科科仪还在艰苦奋斗，小批量生产低中档扫描电镜。但先进的技术是买不来的，“工欲善其事、必先利其器”，为建成创新型国家，我们必须掌握高端显微装备的核心技术，必须自主发展新的纳米测量方法和纳米加工技术。
本世纪初sem扫描电子显微镜实验报告，由于种种原因，国产电镜和扫描探针显微镜的质与量还远远不能满足全国的广泛需求。为此，姚俊恩与王大珩先生等在2003年1月，向国家呈交了“建立我国自己的纳米测量仪器和纳米加工装备制造业”的“工程院院士建议”，2006年初又提出了“振兴我国的电子显微镜制造事业”的建议：
一、发展具有自己特色、先进的多功能亚埃(
国家科技部考虑了这个建议，并将“场发射枪透射电子显微镜的研制”列为“十一五”国家科技支撑计划的重大课题；
但实际上，我们直到2016年前后，才由于契机的出现，出现了国产的第一台场发射扫描电镜；
其实不仅是国产电镜和扫描探针显微镜，整个中国科学仪器制造行业都面临极大的挑战。国外厂商对中国的策略往往是，你不能制造的精密仪器，他要高价，甚至不卖给你；当你有能力制造时，他以低价销售给你，打垮你，让你难以发展。
因此，我们必须自立自强。电子显微镜，从1958年开始我国就做出来了，但稳定性、可靠性不如国外产品。要解决这些问题不是一日之功。生产高质量仪器的关键在于建立一条完整的科学仪器产业链。从材料的选择、加工工艺，到整机的装配调试，每一个零部件都需要注意，每一个细节都需要精益求精，这需要一整套技术标准，才能实现高指标、高可靠性。
我们需要一个打基础的过程，一个积累的过程，而这样积累的过程是难以一蹴而就的。只有选择性地把某些仪器做到满足国内需求以减少对国外的依赖，在打好基础的情况下逐步发展我们的技术特色，利用我国已领先的新原理、新材料等来制造新仪器，争取一部分先超越。这样，中国的科学仪器制造事业才能逐渐强大起来。
现在国内已研制生产了有完全自主知识产权的高质量高端的扫描电子显微镜、透射电子显微镜、和原位观察测试研究的开发与应用研究等。
回首已经过去“一轮甲子”的国产电镜历程和轨迹，有成长的曲折，成功的喜悦，也有未竟的遗憾，再从失望到期望、从惴惴不安到信心满怀；只有经历磨难，成长方有厚度！
2024年，是国产电镜的转折点，马太效应发挥作用，已经具备优势的将更加明显，已经处于劣势将迎来淘汰。2024年起，不需要再谈论国产电镜的替代，而要关注国产电镜的性能和竞争力，国产电镜替代的话题已经过时了。
过去五年，是国产电镜替代的黄金时期，市场给了空间，资本给了支持，社会给了认可，基础款电镜的替代已经基本实现。而对于高端电镜，在开放的市场，谈论国产替代没有意义，有意义的，只有展示国产电镜产品的品质和技术优势。
2024年在国产仪器产业能看到的，永远是这个时代最有活力的创业者，他们不会埋怨，只会分析形势和寻找机会；他们不会灰心，总是充满激情和干劲，不断追求卓越。
他们告诉我，国外仪器公司正在放弃中低端市场，原来的渠道正在转变思维，寻找合作新的国产仪器。他们说，国外仪器公司是按照财务指标去制定生产计划，他们知道国内大客户都是在年末提交2024年的采购需求，价格和数量都已经确定。如果价格达不到国外仪器公司的利润要求，那么就不会安排生产计划。
随着国产电镜越来越强，性能和成本竞争力可以直接和国外电镜对标，国内电镜价格的竞争让国外电镜公司调整生产和库存策略，给出的交货期也越来越长，能被国产电镜替换的产品不给报价和订单，就不会安排生产。
2024年将是进口中低端电镜短缺的一年，也是国产电镜进一步发展的一年。我们不用再提国产替代，经过市场的检验，终端客户自然会选择。
国产替代，误导了很多国产电镜创业者和投资者，也让他们付出了代价。国产替代是契机，但不是方向和目标。做国产电镜的方向和目标是市场和客户。
每个人都要为自己的认知负责。人们对世界的认知，往往受限于自己的认知水平。通常来说，我们的学识、经历和经验会构成一个隧道，人对事物的所有认知和判断都会局限在这个隧道内，并且还会自以为是地认为真相就是这样。
在国产电镜创业的路上，我们经历了这个过程，在初期筹资的时候，投资者会认为我们的项目不够吸引人，他们喜欢全面而庞大的项目，但我明白，越专注越有可能。我也看到一些国产电镜创业者为了迎合投资者，涉足很多领域，做了很多方向，只为了让项目看起来更有吸引力，更能吸引投资。
随着资本寒冬的到来，一些国产电镜创业者定会开始回归，重新专注自己擅长的领域。可惜的是错过的时间不会再回来，错过的市场机会成本很高。
什么是国产电镜、或国产仪器行业的吸引力？把一个细分领域做大，做到最大就是吸引力。做再多的领域，如果做不到领域的前三，那都不是吸引力，是浪费。
做到了领域前三，不需要再谈国产电镜替代；做不到领域前三，谈国产替代也没有意义。
在高端电镜上，国产电镜替代的路还很漫长，也不用再喊国产替代，竞争是我们唯一的口号和目标，因为中国电镜，也要成为世界电镜。
2024年2月，走向国际是国产电镜的一个目标。只有心向世界，才有国产的未来。
在国产仪器，特别是国产电镜行业，没有永远的领先，也没有永远的落后。只有不断的创新，才能保持竞争力。国产电镜要想在国际市场上站稳脚跟，就不能只满足于替代国外电镜，而要超越国外电镜，打造自己的品牌和优势。
我们不能忽视进口电镜公司的实力和进步，他们也在不断地研发和改进，他们也有自己的市场和客户。我们不能盲目地自信，也不能盲目地自卑，我们要有清醒的认识和判断，我们要有自信，但不要自满，我们要谦虚，但不要自怨。
我们要学习进口电镜公司的优点，吸收他们的经验，借鉴他们的方法，但我们不要照搬他们的模式，也不要去一味模仿他们的产品，我们要有自己的创新和特色，我们要有自己的风格和声音。
我们要坚持以市场为导向，以客户为中心，以需求为动力，以质量为生命，以创新为灵魂，以服务为保障，以效益为目标，以合作为基础，以发展为方向。
我们要把握好市场的机遇和挑战，把握好客户的需求和期望，把握好产品的质量和性能，把握好技术的创新和突破，把握好服务的水平和效果，把握好效益的提升和优化，把握好合作的关系和价值，把握好发展的步伐和节奏。
我们要做好自己的本分，做好自己的产品，做好自己的市场，做好自己的客户，做好自己的技术，做好自己的服务，做好自己的效益，做好自己的合作，做好自己的发展。
我们要做好国产电镜的代表，做好中国电镜的形象，做好世界电镜的参与者，做好电镜行业的贡献者。
2024年，国产电镜不再替代，而是竞争。我们要用实力说话，用品质说话，用创新说话，用服务说话，用效益说话，用合作说话，用发展说话。
新的一年，新的开始，让我们和国产电镜一起期待更美好的未来。
（完）
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