YYVIP易游从实验室到市场：国产原子力显微镜的破局之路——访富睿思联合创始人兼首席科学家吴森副教授

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　　富睿思仪器专注原子力显微镜与白光轮廓仪自主研发，致力于提供国产高端精密测量解决方案，推动科研与半导体行业发展。

　　当半导体制造向纳米尺度挺进，当新材料研发亟需精准的表面表征，当国产高端仪器“卡脖子”的痛点亟待解决——富睿思瞄准的，正是这片充满挑战与机遇的蓝海。他们聚焦原子力显微镜（AFM）与白光轮廓仪（WLI）等核心设备，致力于打造性能可靠、完全自主的国产化解决方案，为科学研究和泛半导体行业提供强有力的量测支撑。

　　富睿思仪器（FreeSpirit Instruments）创立于2021年，是一家专注于表面精密测量设备自主研发与生产的高新技术企业，主要产品包括原子力显微镜、白光轮廓仪等。创始人及技术团队均出身于天津大学精仪系，具有扎实的技术积累和丰富的实践经验。公司致力于推动先进量测技术的发展，为科学研究和泛半导体行业提供可靠的国产解决方案。近日，仪器信息网材料物性部走进富睿思生产基地——富睿思(苏州)仪器有限公司，特别采访了富睿思仪器联合创始人兼首席科学家、天津大学副教授

　　2021年，苏州工业园区多了一家专注于表面精密测量设备的企业——富睿思仪器（FreeSpirit Instruments）。它的诞生，源于吴森心中一个朴素的信念：“科研人的使命，要么让成果上书架，要么让成果上货架。”作为天津大学精仪学院的教师，吴森的研究方向始终锁定在原子力显微镜领域

　　“专注于表面精密测量设备的自主研发与制造，目前产品以原子力显微镜和白光轮廓仪为主，”谈及公司定位，吴森的目标清晰而坚定，“首先要成为国内表面精密测量领域的领军企业，未来时机成熟，还会拓展更多量测技术相关业务。” 目前公司已形成的产品线包括：原子力显微镜系列，推出了5款面向半导体工业和材料科研领域的机型；白光轮廓仪系列，推出了1款紧凑机型，同时支持特殊定制。

　　富睿思的技术底气，源于其深厚的“天大基因”与三次关键能力验证：2018年的一次技术授权，至今让吴森记忆犹新。团队开发的基于原子力显微镜的掩模板修复技术获原子力显微镜全球顶尖制造商的青睐。这项成果授权后最终应用于国际头部半导体企业的EUV产线，解决了困扰行业的EUV掩模修复难题。“我从没想过，我们这样的团队能向国外顶尖企业输出技术，还能为全球最先进的半导体制程做贡献。”吴森笑言。这笔授权收入不仅成了创业的启动资金，更让团队确信：“中国技术能解国际难题。”

　　真正的“硬核攻关”发生在2019年。控制器作为原子力显微镜的“发动机”，直接决定设备测量能力的上限。他们研发的基于FPGA架构的通用型原子力显微镜控制器，集成了大量高速、高精度的ADC和DAC，能同时实现不少于四个通道的数字锁相放大，性能直指国外一流产品。2020年，这款控制器成功交付给国内同行并实现量产，经过多年迭代，现已成为性能顶尖的国产控制器。“它证明了我们在关键电子系统和软件方面的开发实力，也让我们相信我们具备研制高端原子力显微镜的潜力。”

　　”的跨越。在国家重点研发项目支持下，团队向国家计量院交付了一台适用于12英寸晶圆的计量型原子力显微镜。这台设备搭载自研的三维扫描式测头，验证了光路和机械结构的一系列创新设计。2023年，团队自研的面向大型显示面板在线检测的自动化原子力显微镜在武汉华星光电完成示范应用，并通过科技部验收。“这验证了我们的设备在复杂工况中的稳定性。”吴森说。

　　如今，富睿思的产品线已初具规模。走进富睿思的产品世界，会邂逅一场科学与艺术的浪漫交响——其AFM与WLI产品均以乐器命名。“仪器和乐器在英文中都是的‘Instrument，”吴森笑着解释命名渊源。AFM-Baritone(男中音)象征厚重性能，配备200毫米全自动样品台，可处理8英寸晶圆;AFM-Piccolo(短笛)以7毫米超薄测头实现光学显微系统的原位集成，如短笛般轻盈精准;WLI-Marimba(马林巴琴)白光轮廓仪则能与Piccolo同轴联动，奏响“大范围快速扫描”与“微区高分辨成像”的协奏。

　　这位曾在天津大学北洋艺术团吹奏单簧管的科学家，将艺术情怀注入硬核科技，主推的产品在科研和工业领域都有应用：

　　它具备很多自动化的功能，比如自动换针、自动调节增益和扫描速度等，能够实现样品形貌以及力学、电学、磁学特性的检测，目前已经向国内头部面板企业出货。

　　“我们的设备在关键技术指标和基本性能素质上已不逊于一线进口品牌的旗舰产品，”吴森直言富睿思的核心竞争力。团队通过系列独创设计直击行业痛点：三维正交扫描测头不受样品尺寸重量限制，消除图像拱形畸变；自动换针系统 “一键完成”探针装卸和激光调整，规避人为失误；变速变增益扫描技术自动优化扫描参数，显著延长探针寿命并提升大起伏样品成像质量；真三维测量模式则实现了陡峭侧壁探测，提供完整三维形貌。

　　更值得关注的是其高性价比路径。“我们拒绝以牺牲品质换取低价，更拒绝靠抄袭模仿降低研发成本，”吴森强调。富睿思选择通过扎实的技术创新，让用户以合理成本获得出色性能。在工业市场，富睿思的优势在于“快速响应

　　尽管手握硬核技术，吴森坦言富睿思仍面临双重挑战：作为行业新锐品牌，市场认知度需要时间积淀；科研与工业客户对国产设备的实效验证周期较长，深度信任需更多成功案例支撑。

　　他们期待市场给予更多的机会，也期待构建一个宽松、开放、公平、公正的市场环境。对此，吴森有三点期待：需求端能摒弃“国产=低端”的刻板印象，建立“性能导向”的采购标准；竞争端能杜绝恶性低价竞标，共建良性秩序；传播端强化赋能，期待能有更多平台为国产仪器市场影响力的提升提供更多有力的宣传渠道。

　　富睿思的目标清晰而坚定，是抓住国产仪器的政策与市场机遇，全力突破创新，实现企业发展的“阶段性跃迁”。吴森的愿景很明确——希望富睿思成为国内这个领域的领军者，再走向世界，成为有国际竞争力的品牌。他还有个更感性的期待：“希望下一代读大学时，能在实验室里用上父辈开发的仪器——那会是一件无比自豪的事。”