eng
Брно – место достаточно уникальное. Небольшой городок с более чем тысячелетней историей и населением менее 400 тыс. человек (второй по численности в Чехии), является сегодня одним из ведущих европейских научных и промышленных центров. И это не случайно: ведь примерно каждый пятый житель Брно – студент одного из шести университетов города. В Брно учился, а затем и работал один из основоположников генетики Иоганн Мендель, здесь родился великий математик и логик Курт Гёдель. В городе действует второй по величине в Чехии Масариков университет. Пользуются уважением Брненский технический университет и ряд других вузов. Именно здесь работают девять академических институтов, находится штаб-квартира компании AVG Technologies, крупнейший европейский центр аутсорсинговых услуг IBM, центры разработок компании Honeywell, офисы корпораций AT&T, Siemens, SGI, Motorola и других компаний.
Со второй половины 20 века именно в Брно действовал крупнейший в Восточной Европе производитель электронных микроскопов – компания TESLA Brno. И не случайно сегодня именно в Брно находятся центры разработки и производственные предприятия не только холдинга TESCAN ORSAY, но и других производителей электронных микроскопов, в частности, Delong и FEI (бывший Philips Electron Optics). Поэтому c полным основанием можно утверждать, что сегодня Брно – один из мировых центров электронной микроскопии.
Компания TESCAN была создана в Брно в 1991 году – почти четверть века назад. За это время небольшая фирма, начинавшая с автоматизации аналитического оборудования и модернизации аналоговых электронных микроскопов, превратилась в одного из ведущих игроков на мировом рынке растровой электронной микроскопии. Более 1950 микроскопов TESCAN установлено в различных научных и промышленных компаниях и учреждениях 70 стран мира. В 2013 году был образован холдинг TESCAN ORSAY, в состав которого входит семь дочерних компаний в разных странах – США, Франции, Великобритании и КНР. Однако штаб-квартира компании и ее основное производство находится в чешском городе Брно.
Образовав холдинг, компания TESCAN продолжила активно развиваться. Весной 2014, на выставке Analytica, компания представила ряд новых решений, а уже осенью был анонсирован новый продукт – аналитический комплекс GAIA3. Примечательно, что летом 2014 года компания завершила строительство нового производственного здания, созданного с учетом всех современных требований к высокотехнологичному производству. Чтобы непосредственно узнать о новых решениях компании, о ее планах на будущее, а также своими глазами увидеть, как создаются приборы TESCAN , за счет чего обеспечивается их общепризнанное качество, мы приехали в Брно.
С новыми продуктами и самой компанией нас знакомит ее основатель, председатель совета директоров и исполнительный директор холдинга TESCAN ORSAY Ярослав Клима (Jaroslav Klima).
Господин Клима, каковы сегодня позиции вашей компании на рынке электронной микроскопии?
Прежде всего, холдинг TESCAN ORSAY занимается не только электронной микроскопией – мы работаем в области, которую называем приборами на основе оптики заряженных частиц. Ведь даже для формирования изображения сегодня помимо электронов, используются протоны и ионы, что выводит нас за рамки чисто электронных микроскопов. Кроме того, наши приборы – это не только аналитические инструменты, предназначенные для исследований различных объектов. Их можно использовать для электронно- и ионно-лучевой литографии, для микро- и наноструктурирования поверхности, для подготовки ламелей (тонких срезов) образцов для просвечивающей электронной микроскопии и т.д.
Что касается экономики, холдинг TESCAN ORSAY входит в пятерку ведущих производителей растровых электронных микроскопов и очень успешен среди них. Лучшее свидетельство тому – динамика продаж оборудования TESCAN. Рынок электронной микроскопии растет, но наши продажи растут еще быстрее – в среднем на 20% в год. Это значит, мы вытесняем конкурентов, прежде всего компании Zeiss и Hitachi. Сам факт столь динамичного роста – лучшее свидетельство тому, что наша продукция нужна заказчикам, в полной мере отвечает их требованиям и превосходит многие конкурирующие решения.
Сегодня холдинг объединяет семь дочерних фирм. В 2013 году наша выручка составила 1,3 млрд. чешских крон (39,85 млн. евро). В 2014 году объем продаж превысит 1,5 млрд. крон. При этом учтите, что мы – достаточно небольшая компания. Во всем холдинге работает менее 350 человек, во всех пяти странах, где расположены наши дочерние фирмы. Штаб-квартира, центр разработок и основное производство находится в Брно, здесь в компании TESCAN Brno работает свыше 230 человек. Мы особо гордимся тем, что 55% наших сотрудников – это специалисты с университетским образованием, в основном они получили его в университетах Брно и Праги.
Наши приборы продаются в 60 странах мира, прежде всего – в США, России, Китае и в Южной Корее, в Германии и других странах Европы. В 2014 году очень хорошим рынком для нас стала Бразилия. Очень важно, что в 2014 году мы достигли серьезного успеха в США. Этот рынок стратегически важен, поскольку многие страны, например, Китай, смотрят на США как на свой образец. И кто успешнее в США, тот может быть более успешен и в азиатском регионе. В 2014 году мы прорвались на американский рынок, и главные причины тому – высокое качество нашей продукции и гибкость, мы очень быстро реагируем на потребности заказчиков. В частности, мы быстрее наших конкурентов вывели на американский рынок сложные установки, интегрирующие электронный и ионный микроскопы, что во многом предопределило наш успех.
С чем было связано создание холдинга – ведь компания TESCAN и до этого развивалась весьма динамично?
Мы работаем в условиях достаточно жесткой конкуренции. И видим, что сегодня высокой динамики нельзя достигнуть, развиваясь только за счет собственных резервов, а рамках одной фирмы. Да, TESCAN сама по себе была вполне успешной небольшой компанией, но динамики ее развития было явно недостаточно, чтобы противостоять давлению на глобальном рынке со стороны основных конкурентов – крупных транснациональных корпораций. Мы же ставим перед собой очень амбициозные задачи. Поэтому решили активно использовать такой инструмент, как механизм слияний и поглощений. Первым шагом этой стратегии в 2013 году стало создание холдинга, объединившего TESCAN с французской компанией ORSAY PHYSICS — небольшой фирмой, занимающей ведущие позиции в технологиях ионной и электронной оптики. Мы сотрудничали с 2007 года, все это время ORSAY PHYSICS был единственным поставщиком ионных колонн для микроскопов TESCAN. Объединение придало новый импульс нашим работам, тем более что очень многие решения TESCAN используют как электронную ускоряющую колонну, так и ионную колонну для работы со сфокусированным ионным пучком (FIB – Focused Ion Beam). Отмечу, что после слияния теперь уже наша дочерняя фирма ORSAY PHYSICS производит ионные колонны как для систем TESCAN, так и продает их другим компаниями, среди которых – один из наших конкурентов. Но это взаимовыгодное сотрудничество.
Этот шаг отражает общую тенденцию развития направления электронной микроскопии и оптики заряженных частиц, равно как и рынка аналитического оборудования в целом – на рынке успешны глобальные, транснациональные группы и корпорации. Стратегия органического роста не позволяет противостоять конкурентам, и путь, по которому сегодня следует идти – это глобальная интеграция, а также стратегия слияний и поглощений. Соответственно, наша цель – создать аналогичную транснациональную группу, со штаб-квартирой в Брно. Мы сделали важный шаг в этом направлении, объединившись с французской компанией ORSAY PHYSICS – но это лишь первый шаг, за ним последуют и другие.
В чем основные причины вашего успеха, ключевые конкурентные преимущества?
TESCAN – очень высокотехнологичная компания, уровень производственной культуры не уступает ведущим предприятиям США и Германии. Мы производим очень надежные приборы с отличными характеристиками по весьма конкурентным ценам. С одной стороны, мы понимаем, что невозможно бесконечно увеличивать выпуск одного типа продукции – необходима диверсификация, которой мы придаем большое значение.
Прежде всего, очень важна продуктовая диверсификация. Так, мы очень серьезное внимание уделяем приборам для биологических исследований, но не хотим концентрироваться только на них. Поэтому постоянно создаем новые продукты, начинаем новые проекты, инициируем работы в новых для себя областях. Например, сейчас мы ведем исследования в направлении световой оптики. Конечно, сейчас в этой сфере мы не способны конкурировать с такими брендами, как Nikon, Olympus, Zeiss или Leica. Но уже появляются новые типы микроскопов, например, голографические или мультифотонные флуоресцентные микроскопы. И это очень хорошая возможность для новых компаний, одно из перспективных направлений нашего развития. Подчеркну – именно одно из возможных направлений, есть и немало других, например, связанных с лазерными технологиями. В целом, в исследования и разработки мы вкладываем порядка 40% нашего дохода и придаем этой деятельности огромное значение.
Кроме того, мы диверсифицированы и с точки зрения покупателей – как географически, так и с точки зрения категорий заказчиков. Почти половина нашей продукции продается частным компаниями, другая половина – государственным структурам. Это также обеспечивает стабильный рост спроса на оборудование TESCAN.
Однако одно из решающих преимуществ TESCAN – это гибкость производства и возможность кастомизации продукции, мы можем выпускать оборудование с учетом специфических требований заказчиков. Более того, у нас трудно найти два одинаковых изделия, даже с одним названием. На предприятии есть очень хорошо оснащенный производственный участок, где, например, можно очень быстро модифицировать камеру микроскопа в соответствии с пожеланиями заказчика. Мы реагируем на такие запросы очень быстро. Конечно, подобная работа сложна не только с точки зрения планирования производства – приходится отвлекать сотрудников от разработок, фактически часть наших конструкторов постоянно занимается задачами кастомизации. С одной стороны, это несколько тормозит наши собственные разработки. Однако выполнить в срок пожелания клиентов – наша первоочередная цель и конкурентное преимущество на рынке.
Один из примеров такой кастомизации – растровый электронный микроскоп со сверхбольшой камерой MIRA3 AMU. Напомню, MIRA3 – это универсальный растровый электронный микроскоп (РЭМ) с автоэмиссионным катодом. Прибор выпускается с тремя стандартными типами вакуумных камер. Однако по заказу одной крупной компании мы создали специальную модификацию, с камерой, предназначенной для исследований очень крупных образцов. Диаметр образца может достигать 762 мм, высота – 127 мм, допустимая масса – более 30 кг. Представляете, насколько сложна конструкция предметного столика в таком микроскопе? Ведь несмотря на огромные допустимые массогабаритные характеристики исследуемых объектов, он должен обеспечивать высокую точность позиционирования и скорость перемещения по всем пяти осям. Это очень сложное устройство. Неудивительно, что сама камера MIRA3 AMU очень велика – 79×45×120 см, она изготавливается из никелированной нержавеющей стали и весит порядка 880 кг. Поэтому MIRA3 AMU – одна из самых сложных конструкций с точки зрения кастомизации, но заказчик – очень крупная компания, которая впоследствии обещает покупать много подобных микроскопов. Мы сделали все возможное и даже невозможное, чтобы выполнить этот заказ.
Отмечу еще одно важное достоинство TESCAN – очень большое значение придается сервису пользователей. Мы работаем во всем мире, и компании, которые представляют нас в различных странах, должны не только продавать оборудование, но и обеспечивать его обслуживание и ремонт. А это, уверяю, не просто. Мы предоставляем для этого все свои возможности, в том числе – дважды в год проводим в Брно учебные курсы и специальные тренинги для продавцов и сервисных инженеров.
Я могу назвать две страны, где мы очень довольны уровнем сервиса, оказываемого нашими партнерами – это Россия и Германия. А вот в Китае или Южной Корее мы с большим трудом решаем вопросы сервисного обслуживания – там договориться с инженерами очень сложно. Даже в России мы только с третьей попытки нашли достойных партнеров, но зато теперь полностью довольны их работой. Российская компания ООО "ТЕСКАН" очень надежна и предлагает заказчикам отличное качество обслуживания – мы знаем это по отзывам пользователей в России, которые полностью довольны сервисом. Сотрудники "ТЕСКАН" знают специфику российского рынка, всегда могут гибко подойти к пожеланиям заказчика, в том числе в финансовых вопросах. Как следствие – все поставленные в Россию микроскопы TESCAN успешно работают. А ведь это – еще одно из условий, которое улучшает репутацию компании и увеличивает объемы продаж.
Осенью вы представили новый продукт – систему GAIA3. В чем ее особенности по сравнению с другими решениями TESCAN?
GAIA3 – это рабочая станция, которая объединяет растровый электронный микроскоп, FIB-колонну и другие устройства, такие как система ввода газа, манипуляторы, а также детекторы, регистрирующие результаты взаимодействия электронного и ионного пучков с исследуемым объектом. Само имя GAIA означает, что в FIB-системе используются ионы галлия. В целом, GAIA3 во многом аналогична нашей системе LYRA3 и отражает общую тенденцию развития систем на основе оптики заряженных частиц, а именно – возможность комплексного, многофакторного исследования объектов.
Если 20 лет назад было актуально просто получить увеличенное изображение образца, то сегодня пользователям, помимо изображения, нужна полная информация об объекте исследований – элементный состав, типы химических связей, информация о кристаллической структуре и кристаллографической ориентации образца и т.д. И все это возможно, поскольку в результате взаимодействия электронного и ионного пучков с образцом формируется множество различных сигналов – вторичные электроны и ионы, отраженные электроны, характеристическое рентгеновское излучение и т.п. Все они позволяют идентифицировать химические и механические свойства образца.
Например, регистрируя характеристическое рентгеновское излучение, мы способны определять элементный состав образца – как количественный, так и качественный. На основе картин дифракции отраженных электронов можно распознавать кристаллографическую ориентацию образца.
Хотелось бы обратить внимание на новые решения: интегрированный рамановский спектрометр позволяет идентифицировать типы химических связей между элементами, а в перспективе и структуру нанокристаллов в целом. Подключив времяпролетный масс-спектрометр, можно идентифицировать вторичные ионы, которые образуются при разрушении (травлении) образца под воздействием сфокусированного ионного пучка.
Серьезные возможности открываются и при интеграции РЭМ со сканирующими зондовыми микроскопами (СЗМ), в частности – с атомно-силовыми микроскопами (АСМ). У нас есть такое решение, позволяющее монтировать СЗМ/АСМ Curlew немецкой компании SPECS на предметный столик наших РЭМ. С помощью специального интерактивного ПО можно объединить изображения РЭМ и АСМ и обрабатывать результаты. Сочетание двух приборов очень эффективно. Ведь основной недостаток АСМ – очень маленькое поле зрения, тогда как РЭМ обладает широчайшим диапазоном увеличений, фактически от одного до миллиона крат. В сочетании с АСМ растровый электронный микроскоп используется в основном для топографирования поверхности и позиционирования – выбора участка, который необходимо исследовать при помощи АСМ. Атомно-силовой микроскоп, работая в различных режимах, позволяет исследовать различные химические и электрические свойства образца.
Более того, современные приборы на основе оптики заряженных частиц – это не только аналитические инструменты. Так, ионный пучок может служить не только для анализа образца, но и для микро- и наномодификации его поверхности или для ионно-лучевой литографии. Низкоэнергетические ионные пучки применяются для полировки поверхности образцов при их подготовке для РЭМ. Снимая с помощью FIB тонкие слои образца и исследуя поверхности, можно полностью восстановить его трехмерную структуру и состав.
Наконец, ионные пучки с более высокой энергией используются при изготовлении образцов для просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) – тонких ламелей. РЭМ GAIA3 можно оснастить детектором проходящих электронов, что позволяет изучать образец в просвечивающем режиме (режим ПРЭМ). Конечно, разрешение будет ниже, чем в настоящем просвечивающем электронном микроскопе, но для многих задач его вполне достаточно. Таким образом, в одной камере можно и подготовить образец, и провести его полноценное исследование.
Именно таких комплексных систем ждут пользователи, и мы их создаем – универсальные, с удобной геометрией камер, позволяющей использовать разнообразные детекторы и решать очень широкий спектр различных задач. И наш новый прибор GAIA3 полностью соответствует этим запросам клиентов.
Чем система GAIA3 принципиально отличается от LYRA3, о которой вы подробно рассказали на выставке Analytica 2014?
Принципиальное отличие – в конструкции оптики электронной колонны. Система GAIA3, так же как и наш РЭМ MAIA3, оснащена иммерсионной линзой в качестве объектива. В традиционных конструкциях магнитное поле сосредоточено в самой линзе, и образец находится в бесполевом пространстве. Иммерсионная же линза – однополюсная, и образец расположен в сильном магнитном поле. Такая система позволяет на порядок снизить уровень оптических аберраций. Тем самым можно достичь высокого разрешения при очень низком ускоряющем напряжении, до 50 В. Это принципиально важно, когда речь идет об исследованиях образцов, на которых высокоэнергетические пучки электронов оказывают разрушающее воздействие. РЭМ с низкими ускоряющими напряжениями позволяет исследовать биологические образцы и полупроводниковые структуры, не повреждая их. В результате, в сочетании с другими методами, для таких образцов не требуется специальная подготовка, например, напыление металла – можно исследовать непроводящие объекты, даже в жидких средах. На биологические образцы и полупроводниковые структуры магнитное поле не оказывает разрушающего воздействия. А ведь именно эти два направления – молекулярная биология и полупроводниковая электроника – и являются сегодня основными на рынке электронной микроскопии. Поэтому очень велик спрос на РЭМ с низким ускоряющим напряжением.
Конечно, таким образом невозможно исследовать магнитные материалы, ферромагнетики, поскольку они искажают форму поля. Однако в нашей системе используются различные электронно-оптические схемы, в том числе предусмотрен "бесполевой" режим. Но прежде всего, система GAIA3 предназначена для немагнитных материалов.
Год назад вы представили систему RISE, интегрирующую РЭМ и рамановский конфокальный микроскоп. Получила ли она развитие?
На выставке Analytica 2014 мы демонстрировали систему на основе нашего РЭМ MAIA3 и и рамановского конфокального микроскопа alpha300 немецкой компании WITec. Однако уже осенью представили рабочую станцию GAIA3 с рамановским спектрометром, в которой используется не только электронная, но и ионная колонны. Это достаточно большой прогресс, новое решение оказалось весьма привлекательным для заказчиков, поскольку при помощи ионного пучка можно снимать слои материала и затем анализировать состав поверхности методами конфокальной рамановской спектроскопии. Одно из важных достоинств такого решения – образцы не нужно доставать из вакуумной камеры, что позволяет избежать загрязнений поверхности на воздухе.
Хотя новое решение и предоставляет пользователям принципиально новые возможности, мы не стали давать ему отдельное наименование. Ведь каждый прибор с новым названием требует новой сертификации, а это не только деньги, но и время, задержка с выводом на рынок. Поэтому мы позиционируем новую систему как уже существующий прибор GAIA3 с дополнительными приставками.
Достигнув высоких результатов в области РЭМ, вы не планируете начать работу в области просвечивающей электронной микроскопии?
Направление ПЭМ очень важно, и мы планируем его развивать. К этому есть и исторические предпосылки – еще в конце 1940-х в Техническом университете Брно был собран первый просвечивающий электронный микроскоп. Компания TESLA Brno представила свой первый коммерческий ПЭМ в 1953 году, а в 1958 ПЭМ TESLA BS-242 был удостоен золотой медали на Всемирной выставке в Брюсселе.
Буквально 1 октября 2014 года официально стартовал наш проект по разработке ПЭМ. Конечно, это будет не только просвечивающий, но и растровый электронный микроскоп. Предстоит преодолеть немало проблем. Это и стабильность высоких ускоряющих напряжений, и стабильность токов в линзах, и конструкция линзы объектива, и система сканирования – целый ряд сложнейших задач. Но я сказал бы, что самый трудный вопрос – это борьба с механическими и акустическими вибрациями. Не менее сложная задача – создать для такого микроскопа предметный столик. Он должен обеспечивать прецизионное перемещение объекта по трем осям и наклон в двух плоскостях. Последнее очень важно – получив серию изображений при разных углах наклона, можно создать трехмерное изображение объекта, что необходимо для современных исследователей. Поэтому предметный столик – один из самых сложных узлов микроскопа.
Хотя проект официально только стартовал, мы уже выполнили часть задельных работ. Например, два года назад начали разработку высокостабильного источника высокого напряжения в сотрудничестве с Институтом приборостроения Чешской академии наук в Брно. Работа весьма успешна, уже достигнуты параметры, необходимые для будущего ПЭМ.
В целом, создание ПЭМ – это очень сложный, комплексный проект. Даже при проектировании нового производственного помещения мы учитывали требования к большим габаритам ПЭМ. Трудно точно сказать, когда проект будет завершен, но через два года мы надеемся представить первый прототип просвечивающего электронного микроскопа.
Отмечу, что создание ПЭМ – не единственный наш инновационный проект. В частности, мы ведем работу и в области световой оптики. У нас есть готовое решение по интеграции АСМ и РЭМ. Но если в АСМ вместо иглы кантилевера установить световод, можно работать в режиме сканирующей ближнепольной оптической микроскопии. Наблюдение объекта в ближнем оптическом поле, то есть на расстоянии между образцом и объективом менее половины длины волны, позволяет достичь оптического разрешения, превышающего дифракционный предел. Это весьма перспективное направление, мы ведем в нем работы, но о сроках говорить рано, поскольку сегодня наиболее приоритетный для нас проект – создание ПЭМ. Все силы направлены туда, сейчас это одна из наших главных задач.
Насколько активно вы взаимодействуете с академическими институтами в ходе своих разработок?
Очень активно. И не только с академическими институтами, но и с университетами, высокотехнологичными компаниями, другими научными центрами – как с чешскими, так и с зарубежными. За последнее десятилетие у нас сложился некий научный консорциум, ядро которого образуют Институт наук о свете Макса Планка (MPL – Max Planck Institute for the Science of Light) в Эрлангене и научный центр EMPA в швейцарском городе Тун (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology). Конечно, мы тесно сотрудничаем с другими научными центрами – с Институтами сообщества Фраунгофера, с Институтом фотонных технологий (IPHT) в Йене, с Оксфордским университетом и т.д. Для отдельных проектов приглашаем различные компании – например, c фирмой WITec мы работали при создании системы RISE, с Tofwerk сотрудничаем в области времяпролетных ионных масс-спектрометров, со SPECS – в области сканирующих зондовых микроскопов. Тесно сотрудничаем с другими европейскими компаниями и будем только расширять эту работу.
Где производятся микроскопы TESCAN?
Все приборы выпускаются на нашем предприятии в Брно. Раньше мы размещались в одном здании. Однако в связи с достаточно динамичным ростом объемов выпуска нам стало тесно и несколько лет назад мы приступили к строительству нового производственно-административного комплекса в двух километрах по соседству. Первое здание нового комплекса было построено и оснащено к концу 2013 года, с лета 2014 года мы перенесли туда часть бизнес-служб, конструкторские бюро и исследовательские лаборатории, а также участки сборки и настройки приборов. Разумеется, производство сертифицировано на соответствие требованиям стандартов ISO 9001 и ISO 14001 (система менеджмента качества и система экологического менеджмента). Ввод в строй нового производства очень важен, поскольку в 2014 году мы увеличили объем выпуска продукции.
В старом здании остался центр прецизионной механической обработки, необходимый, в частности, для доработок и модернизаций камер микроскопов, изготовления других особо ответственных узлов. Но здесь выполняется не более 10% всех механических работ – остальные производятся на других предприятиях, расположенных в Брно и ближайших окрестностях. Конечно, много компонентов мы покупаем за рубежом, у ведущих мировых производителей. Например, все турбомолекулярные и ионные вакуумные насосы нам поставляют компании Pfeiffer Vacuum и Gamma Vacuum из США. Аналогично, электронику приобретаем у ведущих производителей. В целом, мы стремимся приобретать все, что возможно купить. А сами делаем то, что не могут другие.
Но конечно, производство лучше увидеть, чем слушать рассказы о нем. ■▶
Современным микроскопам – современное производство
Визит в новый производственный комплекс TESCAN Brno
C производством TESCAN нас знакомит Хелена Хожени (Helena Hoření), менеджер по развитию бизнеса.
Х.Хожени До лета 2014 года все производство располагалось в нашем первом производственном комплексе. Здесь выполнялся весь цикл производства, включая финальную сборку, настройку и тестирование микроскопов. Сейчас чистые комнаты используются для финального тестирования и демонстрации оборудования. Отметим, что наши лаборатории оснащены всем необходимым оборудованием для пробоподготовки.
В демонстрационных лабораториях представлены образцы практически всех приборов, которые мы выпускаем: от самых простых РЭМ VEGA до новейших исследовательских комплексов, таких как FERA3 или GAIA3. Они используются как для задач обучения, так и для демонстрации возможностей оборудования. Прежде чем принять решение о покупке, заказчики могут приехать со своими образцами, под контролем наших специалистов провести необходимые исследования и убедиться в том, что оборудование соответствует их пожеланиям и позволяет решать их задачи. Однако чаще клиенты просто отправляют нам свои образцы, мы проводим анализы и высылаем результаты.
На прежнем месте остался и участок для прецизионной механической обработки, оснащенный современными обрабатывающими центрами. Здесь можно очень быстро изготовить ответственные детали и выполнить необходимую модернизацию камер, например, проточить отверстия для установки требуемых клиенту детекторов. Все остальные производственные структуры переехали в новое здание, в двух километрах по соседству.
***
И вот мы на территории нового административно-производственного комплекса. Он находится на окраине Брно, в местечке Брно-Когоутовице. Что и говорить, комплекс впечатляет – и снаружи, и внутри. Современное многоэтажное здание, просторно, удобно, функционально и что немаловажно – красиво. С лета 2014 года здесь размещено сборочное производство, отдел исследований и разработок, часть административных служб. Новое здание построено с учетом всех требований к производствам высокотехнологичного оборудования, в том числе – экологических. Достаточно сказать, что в системе кондиционирования/обогрева используется геотермальная энергия. Для этого пробурено 60 скважин на глубину более 100 м, где круглый год примерно одна и та же температура. Такая сложная, дорогая система – один из основных трендов в области энергосберегающих систем отопления/кондиционирования. Сам факт, что компания выбрала именно такой подход при создании производственных помещений, говорит о многом.
Новое здание не только экологично, но и дружественно к персоналу. Здесь предусмотрено все необходимое для комфортной работы – столовая, конференц-зал, аудитории для семинаров и учебных курсов, зоны отдыха, удобные рабочие помещения. На верхнем этаже располагаются различные бизнес-службы, экономисты, бухгалтерия и т.п. Ниже – технологический этаж, где размещены системы инженерной инфраструктуры (вентиляции, оборудования кондиционирования и отопления на основе геотермальных тепловых насосов и т.п.). Предусмотрено свободное место для инженерных систем еще не построенного второго здания нового комплекса.
Сборочное производство, склад, чистые комнаты и часть лабораторий находятся на первом этаже. Здесь обращают на себя внимание очень широкие коридоры и высокие дверные проемы – специально для будущих просвечивающих электронных микроскопов, которые еще только разрабатываются. Комплекс в целом – это место, куда приятно приходить и где хочется работать – обстановка располагает.
Но вернемся к производству. А оно начинается с разработки.
Подразделение исследований и разработок находится здесь же?
Х.Хожени Да, в новом здании несколько лабораторий отдела исследований и разработок. Часть из них расположена в чистых комнатах, в некоторых поддерживается особый высокостабильный температурный режим. В отделе исследований и разработок трудятся около 60 специалистов – более четверти всех сотрудников компании TESCAN Brno. Из них около 30% имеют ученую степень PhD (примерно соответствует российскому кандидату наук), что говорит об очень высоком уровне наших физиков-исследователей и инженеров. В лабораториях этого отдела рождаются и отрабатываются новые идеи, которые будут реализованы в следующих поколениях оборудования TESCAN. В целом же отдел исследований и разработок решает достаточно широкий круг задач – от перспективных исследований до создания специализированного оборудования под задачи пользователей.
Недавно был организован новый отдел – исследований и разработок приложений. В его задачу входит поиск решений различных практических задач, как на уровне методик, так и оборудования. Например, клиенту нужно провести определенное нестандартное исследование, и он не знает, как это лучше сделать. Тогда сотрудники этого отдела разрабатывают способ проведения необходимых исследований, подбирают оборудование, создают методики. После чего они выдают рекомендации конструкторскому отделу и производству – как модифицировать оборудование, какие дополнительные узлы нужны, чтобы решить задачу заказчика.
В отделе исследований и разработок приложений создаются и законченные решения для конкретных типовых применений. Характерный пример – комплекс для минералогических исследований TIMA. Это полностью автоматизированная, высокопроизводительная система для минералогического анализа на базе РЭМ. Фактически TIMA – готовое решение для лабораторий и предприятий горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности. Уникальность технологии TESCAN заключается в чрезвычайно высокой степени интеграции между РЭМ и энергодисперсионным спектрометром, благодаря которой сбор данных об образцах происходит с очень высокой скоростью, причем в полностью автоматическом режиме. Одновременное использование нескольких (до четырех) спектрометров превращает TIMA в чрезвычайно производительный прибор.
Комплекс TIMA может служить и хорошим примером наших совместных разработок с другими производителями. Вместе с американской компанией мы создали систему автозагрузки на 100 образцов. Это совершенно уникальное решение выводит автоматизацию минералогических исследований на новый уровень. Ни у кого из конкурентов ничего подобного нет.
Одно из направлений деятельности TESCAN – модернизация оборудования. Она выполняется здесь же, на основном производстве?
Да, здесь мы не только собираем новые микроскопы, но и модернизируем устаревшие приборы, в том числе – оборудование сторонних производителей. Сейчас мы можем видеть один из примеров такой модернизации – пользователь просит обновить старый РЭМ CamScan. От него фактически остается только камера и станина, а все остальные узлы заменяются на новые.
Конечно, мы проводим модернизацию и наших приборов прежних поколений. Кроме того, мы гарантируем поставку узлов и запчастей для микроскопов как минимум 10 лет после продажи. И тут неизбежно встают вопросы совместимости. Действительно, как убедиться в работоспособности узла, предназначенного для системы 10-летней давности? Аналогичные вопросы возникают и при адаптации оборудования под специфические требования клиента, например, когда систему нужно оснастить нестандартным детектором. Все эти задачи решает специальная сервисная лаборатория. В ней представлены микроскопы TESCAN даже первых поколений, которые уже не производятся. В основном лаборатория служит для проверки различных узлов и дополнительного оборудования на совместимость, в том числе и при модернизации оборудования.
Например, пользователь хочет установить на свой старый микроскоп новый детектор. Нам достаточно знать серийный номер этого микроскопа, а дальше специалисты отдела исследований и разработок подберут нужный тип детектора, определят, какие модификации необходимы. Затем в сервисной лаборатории готовое решение будет проверено на совместимость и лишь затем предложено клиенту.
Как организован ваш основной производственный процесс?
У нас есть служба управления заказами, сотрудники которой поддерживают дистрибьюторов, контролируют получение и исполнение заказов. Утвержденные заказы поступают в отдел логистики, где планируется полный цикл изготовления приборов. Каждый микроскоп содержит свыше 5 тыс. деталей, и к началу сборки все они должны быть изготовлены или закуплены и доставлены на предприятие. Сотрудники отдела логистики планируют и контролируют эти процессы. Планирование для нас очень важно – ведь чистое время от момента получения заказа до выпуска готового прибора, с учетом изготовления и закупки всех комплектующих, составляет порядка полугода. Однако при правильном планировании и предварительном заказе цикл изготовления одного микроскопа сокращается до двух-трех месяцев. Очень сложные, уникальные системы могут производиться четыре-пять месяцев.
Непосредственно сборка микроскопов состоит из двух этапов. Сначала в сборочном цеху на раму монтируется вакуумная камера, оснащается детекторами, вакуумными насосами и другим оборудованием. Здесь же устанавливается система антивибрационной подвески. Комплектующие поступают со склада, оснащенного автоматизированной системой хранения Kardex Remstar, – достаточно ввести в компьютер названия компонентов, и они автоматически будут выданы. Конечно, для крупногабаритных деталей есть отдельный склад.
Наиболее чувствительные узлы микроскопов – электронные и ионные колонны – устанавливаются на отдельном участке, в чистых комнатах. Там же проводится финальное тестирование. В здании есть комнаты различных классов чистоты. Для установки колонн и ответственных узлов используется комната с классом чистоты 100 (не более 100 частиц пыли на 1 м3). Участок финального тестирования размещен в помещении с классом чистоты 1000. Здесь микроскопы с установленными колоннами и всеми детекторами проходят финальную настройку и отладку.
Заключительный этап – участок упаковки. Он тоже важен, ведь правильная упаковка должна предотвратить возможные проблемы при транспортировке. При доставке микроскопы должны содержаться при определенной влажности и температуре, исключается их наклон или удары. Каждый упаковочный ящик оснащается датчиками удара, перегрева, наклона. Поскольку наше оборудование очень чувствительное, оно должно доставляться с большими предосторожностями.
Так что, как видите, у нас нет мелочей. Все – от продуманных производственных помещений и комфорта работников до упаковочной тары – направлено на то, чтобы потребитель получил необходимый ему качественный прибор, причем точно в срок.
***
Качество продуктов – это категория, о которой говорят практически все производители на рынке. Но в полной мере оценить ее могут только потребители и сервисные службы. Поэтому рассказать об особенностях продукции TESCAN с точки зрения качества мы попросили Андрея Турутина, директора ООО "ТЕСКАН" – компании, обеспечивающей продажу микроскопов TESCAN и сервисную поддержку пользователей на территории России и стран СНГ.
А.Турутин Действительно, TESCAN очень большое внимание уделяет качеству своих приборов. Для нас, как для поставщиков оборудования, это очень важно – мы полностью уверены в продукте, который предлагаем заказчикам. Кроме того, не меньшее внимание уделяется качеству сервиса – TESCAN, с одной стороны, требует от нас обеспечить высокий уровень обслуживания, с другой – в полной мере помогает в этом. Компания TESCAN регулярно проводит учебные мероприятия, оказывает полную поддержку во всех возникающих вопросах, в том числе в плане удовлетворения специальных требований заказчиков. Если нужно заменить какой-либо узел, это происходит очень оперативно. Однако такая потребность возникает крайне редко, оборудование TESCAN нуждается в минимальном обслуживании из-за его очень высокого качества. Мы даже подсчитали, что расходы на сервисное обслуживание микроскопа TESCAN могут быть ниже, чем для обычного легкового автомобиля.
Простой пример – такой расходный элемент, как термоэмиссионный вольфрамовый катод TESCAN стоит порядка 100 евро и служит в среднем 400–600 ч, зачастую его хватает и на 1000 ч, то есть практически на год работы. А катод Шоттки c автоэлектронной эмиссией может работать до пяти лет и более. И это – лишь один из примеров.
Безусловно, качество закладывается на каждом этапе производства и разработки. Оно проявляется как на уровне организации производства в целом, так и в отдельных нюансах и деталях. Скажем, у TESCAN камеры для микроскопов – не сварные, а цельнофрезерованные, они отжигаются в водородной атмосфере, чтобы происходила релаксация металла. Так поступают не все изготовители РЭМ. Другой пример – только в самых бюджетных микроскопах TESCAN используется резино-пружинная подвеска. Все остальные модели, даже в нижнем ценовом сегменте, оснащены либо пневматической, либо электромагнитной подвеской. И в этом продукция TESCAN также выигрывает перед конкурентами, которые предлагают упрощенную антивибрационную подвеску. Ведь упрощенная подвеска означает более жесткие требования к подготовке помещений, то есть дополнительные затраты, тогда как микроскопы TESCAN допускают работу в помещениях с большим уровнем вибраций. Даже с этой точки зрения приборы TESCAN более дружелюбны к пользователям.
Оборудование TESCAN весьма привлекательно по ценам. Например, универсальные, многофункциональные РЭМ VEGA3, вполне конкурируют по цене с настольными растровыми микроскопами более низкого класса, значительно превосходя их по возможностям.
Мы не только предлагаем оборудование заказчикам как готовые решения, но и совместно с клиентами участвуем в создании нужных им аналитических систем на основе оборудования TESCAN. И поэтому сами хорошо понимаем, насколько это удобные, гибкие и адаптируемые под различные задачи приборы.
***
Подводя итог, попробуем кратко сформулировать впечатление от увиденного. Видимо, ключевым словом будет "дружественность". Оборудование TESCAN максимально дружественно к заказчикам, с различных точек зрения – по удобству эксплуатации, гибкости, цене. Производственный процесс также дружественен к клиентам – очень мало серийных предприятий выпускают изделия "под заказ", с учетом специфики каждого клиента. Даже новый производственный комплекс максимально дружественный – к своим работникам, к экологии, к задачам компании в целом.
Наверное, в этом и заключается перспективный подход к созданию современного высокотехнологического оборудования в эпоху нового технологического уклада, который называют Industry 4.0. Только многие о нем лишь рассуждают, а компания TESCAN реально воплотила в своем производственном комплексе. Этот подход уже принес весомые плоды, о чем свидетельствует очевидный успех, достигнутый некогда небольшой чешской компанией. И можно не сомневаться, что в будущем результаты – решения, продукты, технологии TESCAN – будут еще интереснее и весомее.
И.Шахнович
Со второй половины 20 века именно в Брно действовал крупнейший в Восточной Европе производитель электронных микроскопов – компания TESLA Brno. И не случайно сегодня именно в Брно находятся центры разработки и производственные предприятия не только холдинга TESCAN ORSAY, но и других производителей электронных микроскопов, в частности, Delong и FEI (бывший Philips Electron Optics). Поэтому c полным основанием можно утверждать, что сегодня Брно – один из мировых центров электронной микроскопии.
Компания TESCAN была создана в Брно в 1991 году – почти четверть века назад. За это время небольшая фирма, начинавшая с автоматизации аналитического оборудования и модернизации аналоговых электронных микроскопов, превратилась в одного из ведущих игроков на мировом рынке растровой электронной микроскопии. Более 1950 микроскопов TESCAN установлено в различных научных и промышленных компаниях и учреждениях 70 стран мира. В 2013 году был образован холдинг TESCAN ORSAY, в состав которого входит семь дочерних компаний в разных странах – США, Франции, Великобритании и КНР. Однако штаб-квартира компании и ее основное производство находится в чешском городе Брно.
Образовав холдинг, компания TESCAN продолжила активно развиваться. Весной 2014, на выставке Analytica, компания представила ряд новых решений, а уже осенью был анонсирован новый продукт – аналитический комплекс GAIA3. Примечательно, что летом 2014 года компания завершила строительство нового производственного здания, созданного с учетом всех современных требований к высокотехнологичному производству. Чтобы непосредственно узнать о новых решениях компании, о ее планах на будущее, а также своими глазами увидеть, как создаются приборы TESCAN , за счет чего обеспечивается их общепризнанное качество, мы приехали в Брно.
С новыми продуктами и самой компанией нас знакомит ее основатель, председатель совета директоров и исполнительный директор холдинга TESCAN ORSAY Ярослав Клима (Jaroslav Klima).
Господин Клима, каковы сегодня позиции вашей компании на рынке электронной микроскопии?
Прежде всего, холдинг TESCAN ORSAY занимается не только электронной микроскопией – мы работаем в области, которую называем приборами на основе оптики заряженных частиц. Ведь даже для формирования изображения сегодня помимо электронов, используются протоны и ионы, что выводит нас за рамки чисто электронных микроскопов. Кроме того, наши приборы – это не только аналитические инструменты, предназначенные для исследований различных объектов. Их можно использовать для электронно- и ионно-лучевой литографии, для микро- и наноструктурирования поверхности, для подготовки ламелей (тонких срезов) образцов для просвечивающей электронной микроскопии и т.д.
Что касается экономики, холдинг TESCAN ORSAY входит в пятерку ведущих производителей растровых электронных микроскопов и очень успешен среди них. Лучшее свидетельство тому – динамика продаж оборудования TESCAN. Рынок электронной микроскопии растет, но наши продажи растут еще быстрее – в среднем на 20% в год. Это значит, мы вытесняем конкурентов, прежде всего компании Zeiss и Hitachi. Сам факт столь динамичного роста – лучшее свидетельство тому, что наша продукция нужна заказчикам, в полной мере отвечает их требованиям и превосходит многие конкурирующие решения.
Сегодня холдинг объединяет семь дочерних фирм. В 2013 году наша выручка составила 1,3 млрд. чешских крон (39,85 млн. евро). В 2014 году объем продаж превысит 1,5 млрд. крон. При этом учтите, что мы – достаточно небольшая компания. Во всем холдинге работает менее 350 человек, во всех пяти странах, где расположены наши дочерние фирмы. Штаб-квартира, центр разработок и основное производство находится в Брно, здесь в компании TESCAN Brno работает свыше 230 человек. Мы особо гордимся тем, что 55% наших сотрудников – это специалисты с университетским образованием, в основном они получили его в университетах Брно и Праги.
Наши приборы продаются в 60 странах мира, прежде всего – в США, России, Китае и в Южной Корее, в Германии и других странах Европы. В 2014 году очень хорошим рынком для нас стала Бразилия. Очень важно, что в 2014 году мы достигли серьезного успеха в США. Этот рынок стратегически важен, поскольку многие страны, например, Китай, смотрят на США как на свой образец. И кто успешнее в США, тот может быть более успешен и в азиатском регионе. В 2014 году мы прорвались на американский рынок, и главные причины тому – высокое качество нашей продукции и гибкость, мы очень быстро реагируем на потребности заказчиков. В частности, мы быстрее наших конкурентов вывели на американский рынок сложные установки, интегрирующие электронный и ионный микроскопы, что во многом предопределило наш успех.
С чем было связано создание холдинга – ведь компания TESCAN и до этого развивалась весьма динамично?
Мы работаем в условиях достаточно жесткой конкуренции. И видим, что сегодня высокой динамики нельзя достигнуть, развиваясь только за счет собственных резервов, а рамках одной фирмы. Да, TESCAN сама по себе была вполне успешной небольшой компанией, но динамики ее развития было явно недостаточно, чтобы противостоять давлению на глобальном рынке со стороны основных конкурентов – крупных транснациональных корпораций. Мы же ставим перед собой очень амбициозные задачи. Поэтому решили активно использовать такой инструмент, как механизм слияний и поглощений. Первым шагом этой стратегии в 2013 году стало создание холдинга, объединившего TESCAN с французской компанией ORSAY PHYSICS — небольшой фирмой, занимающей ведущие позиции в технологиях ионной и электронной оптики. Мы сотрудничали с 2007 года, все это время ORSAY PHYSICS был единственным поставщиком ионных колонн для микроскопов TESCAN. Объединение придало новый импульс нашим работам, тем более что очень многие решения TESCAN используют как электронную ускоряющую колонну, так и ионную колонну для работы со сфокусированным ионным пучком (FIB – Focused Ion Beam). Отмечу, что после слияния теперь уже наша дочерняя фирма ORSAY PHYSICS производит ионные колонны как для систем TESCAN, так и продает их другим компаниями, среди которых – один из наших конкурентов. Но это взаимовыгодное сотрудничество.
Этот шаг отражает общую тенденцию развития направления электронной микроскопии и оптики заряженных частиц, равно как и рынка аналитического оборудования в целом – на рынке успешны глобальные, транснациональные группы и корпорации. Стратегия органического роста не позволяет противостоять конкурентам, и путь, по которому сегодня следует идти – это глобальная интеграция, а также стратегия слияний и поглощений. Соответственно, наша цель – создать аналогичную транснациональную группу, со штаб-квартирой в Брно. Мы сделали важный шаг в этом направлении, объединившись с французской компанией ORSAY PHYSICS – но это лишь первый шаг, за ним последуют и другие.
В чем основные причины вашего успеха, ключевые конкурентные преимущества?
TESCAN – очень высокотехнологичная компания, уровень производственной культуры не уступает ведущим предприятиям США и Германии. Мы производим очень надежные приборы с отличными характеристиками по весьма конкурентным ценам. С одной стороны, мы понимаем, что невозможно бесконечно увеличивать выпуск одного типа продукции – необходима диверсификация, которой мы придаем большое значение.
Прежде всего, очень важна продуктовая диверсификация. Так, мы очень серьезное внимание уделяем приборам для биологических исследований, но не хотим концентрироваться только на них. Поэтому постоянно создаем новые продукты, начинаем новые проекты, инициируем работы в новых для себя областях. Например, сейчас мы ведем исследования в направлении световой оптики. Конечно, сейчас в этой сфере мы не способны конкурировать с такими брендами, как Nikon, Olympus, Zeiss или Leica. Но уже появляются новые типы микроскопов, например, голографические или мультифотонные флуоресцентные микроскопы. И это очень хорошая возможность для новых компаний, одно из перспективных направлений нашего развития. Подчеркну – именно одно из возможных направлений, есть и немало других, например, связанных с лазерными технологиями. В целом, в исследования и разработки мы вкладываем порядка 40% нашего дохода и придаем этой деятельности огромное значение.
Кроме того, мы диверсифицированы и с точки зрения покупателей – как географически, так и с точки зрения категорий заказчиков. Почти половина нашей продукции продается частным компаниями, другая половина – государственным структурам. Это также обеспечивает стабильный рост спроса на оборудование TESCAN.
Однако одно из решающих преимуществ TESCAN – это гибкость производства и возможность кастомизации продукции, мы можем выпускать оборудование с учетом специфических требований заказчиков. Более того, у нас трудно найти два одинаковых изделия, даже с одним названием. На предприятии есть очень хорошо оснащенный производственный участок, где, например, можно очень быстро модифицировать камеру микроскопа в соответствии с пожеланиями заказчика. Мы реагируем на такие запросы очень быстро. Конечно, подобная работа сложна не только с точки зрения планирования производства – приходится отвлекать сотрудников от разработок, фактически часть наших конструкторов постоянно занимается задачами кастомизации. С одной стороны, это несколько тормозит наши собственные разработки. Однако выполнить в срок пожелания клиентов – наша первоочередная цель и конкурентное преимущество на рынке.
Один из примеров такой кастомизации – растровый электронный микроскоп со сверхбольшой камерой MIRA3 AMU. Напомню, MIRA3 – это универсальный растровый электронный микроскоп (РЭМ) с автоэмиссионным катодом. Прибор выпускается с тремя стандартными типами вакуумных камер. Однако по заказу одной крупной компании мы создали специальную модификацию, с камерой, предназначенной для исследований очень крупных образцов. Диаметр образца может достигать 762 мм, высота – 127 мм, допустимая масса – более 30 кг. Представляете, насколько сложна конструкция предметного столика в таком микроскопе? Ведь несмотря на огромные допустимые массогабаритные характеристики исследуемых объектов, он должен обеспечивать высокую точность позиционирования и скорость перемещения по всем пяти осям. Это очень сложное устройство. Неудивительно, что сама камера MIRA3 AMU очень велика – 79×45×120 см, она изготавливается из никелированной нержавеющей стали и весит порядка 880 кг. Поэтому MIRA3 AMU – одна из самых сложных конструкций с точки зрения кастомизации, но заказчик – очень крупная компания, которая впоследствии обещает покупать много подобных микроскопов. Мы сделали все возможное и даже невозможное, чтобы выполнить этот заказ.
Отмечу еще одно важное достоинство TESCAN – очень большое значение придается сервису пользователей. Мы работаем во всем мире, и компании, которые представляют нас в различных странах, должны не только продавать оборудование, но и обеспечивать его обслуживание и ремонт. А это, уверяю, не просто. Мы предоставляем для этого все свои возможности, в том числе – дважды в год проводим в Брно учебные курсы и специальные тренинги для продавцов и сервисных инженеров.
Я могу назвать две страны, где мы очень довольны уровнем сервиса, оказываемого нашими партнерами – это Россия и Германия. А вот в Китае или Южной Корее мы с большим трудом решаем вопросы сервисного обслуживания – там договориться с инженерами очень сложно. Даже в России мы только с третьей попытки нашли достойных партнеров, но зато теперь полностью довольны их работой. Российская компания ООО "ТЕСКАН" очень надежна и предлагает заказчикам отличное качество обслуживания – мы знаем это по отзывам пользователей в России, которые полностью довольны сервисом. Сотрудники "ТЕСКАН" знают специфику российского рынка, всегда могут гибко подойти к пожеланиям заказчика, в том числе в финансовых вопросах. Как следствие – все поставленные в Россию микроскопы TESCAN успешно работают. А ведь это – еще одно из условий, которое улучшает репутацию компании и увеличивает объемы продаж.
Осенью вы представили новый продукт – систему GAIA3. В чем ее особенности по сравнению с другими решениями TESCAN?
GAIA3 – это рабочая станция, которая объединяет растровый электронный микроскоп, FIB-колонну и другие устройства, такие как система ввода газа, манипуляторы, а также детекторы, регистрирующие результаты взаимодействия электронного и ионного пучков с исследуемым объектом. Само имя GAIA означает, что в FIB-системе используются ионы галлия. В целом, GAIA3 во многом аналогична нашей системе LYRA3 и отражает общую тенденцию развития систем на основе оптики заряженных частиц, а именно – возможность комплексного, многофакторного исследования объектов.
Если 20 лет назад было актуально просто получить увеличенное изображение образца, то сегодня пользователям, помимо изображения, нужна полная информация об объекте исследований – элементный состав, типы химических связей, информация о кристаллической структуре и кристаллографической ориентации образца и т.д. И все это возможно, поскольку в результате взаимодействия электронного и ионного пучков с образцом формируется множество различных сигналов – вторичные электроны и ионы, отраженные электроны, характеристическое рентгеновское излучение и т.п. Все они позволяют идентифицировать химические и механические свойства образца.
Например, регистрируя характеристическое рентгеновское излучение, мы способны определять элементный состав образца – как количественный, так и качественный. На основе картин дифракции отраженных электронов можно распознавать кристаллографическую ориентацию образца.
Хотелось бы обратить внимание на новые решения: интегрированный рамановский спектрометр позволяет идентифицировать типы химических связей между элементами, а в перспективе и структуру нанокристаллов в целом. Подключив времяпролетный масс-спектрометр, можно идентифицировать вторичные ионы, которые образуются при разрушении (травлении) образца под воздействием сфокусированного ионного пучка.
Серьезные возможности открываются и при интеграции РЭМ со сканирующими зондовыми микроскопами (СЗМ), в частности – с атомно-силовыми микроскопами (АСМ). У нас есть такое решение, позволяющее монтировать СЗМ/АСМ Curlew немецкой компании SPECS на предметный столик наших РЭМ. С помощью специального интерактивного ПО можно объединить изображения РЭМ и АСМ и обрабатывать результаты. Сочетание двух приборов очень эффективно. Ведь основной недостаток АСМ – очень маленькое поле зрения, тогда как РЭМ обладает широчайшим диапазоном увеличений, фактически от одного до миллиона крат. В сочетании с АСМ растровый электронный микроскоп используется в основном для топографирования поверхности и позиционирования – выбора участка, который необходимо исследовать при помощи АСМ. Атомно-силовой микроскоп, работая в различных режимах, позволяет исследовать различные химические и электрические свойства образца.
Более того, современные приборы на основе оптики заряженных частиц – это не только аналитические инструменты. Так, ионный пучок может служить не только для анализа образца, но и для микро- и наномодификации его поверхности или для ионно-лучевой литографии. Низкоэнергетические ионные пучки применяются для полировки поверхности образцов при их подготовке для РЭМ. Снимая с помощью FIB тонкие слои образца и исследуя поверхности, можно полностью восстановить его трехмерную структуру и состав.
Наконец, ионные пучки с более высокой энергией используются при изготовлении образцов для просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) – тонких ламелей. РЭМ GAIA3 можно оснастить детектором проходящих электронов, что позволяет изучать образец в просвечивающем режиме (режим ПРЭМ). Конечно, разрешение будет ниже, чем в настоящем просвечивающем электронном микроскопе, но для многих задач его вполне достаточно. Таким образом, в одной камере можно и подготовить образец, и провести его полноценное исследование.
Именно таких комплексных систем ждут пользователи, и мы их создаем – универсальные, с удобной геометрией камер, позволяющей использовать разнообразные детекторы и решать очень широкий спектр различных задач. И наш новый прибор GAIA3 полностью соответствует этим запросам клиентов.
Чем система GAIA3 принципиально отличается от LYRA3, о которой вы подробно рассказали на выставке Analytica 2014?
Принципиальное отличие – в конструкции оптики электронной колонны. Система GAIA3, так же как и наш РЭМ MAIA3, оснащена иммерсионной линзой в качестве объектива. В традиционных конструкциях магнитное поле сосредоточено в самой линзе, и образец находится в бесполевом пространстве. Иммерсионная же линза – однополюсная, и образец расположен в сильном магнитном поле. Такая система позволяет на порядок снизить уровень оптических аберраций. Тем самым можно достичь высокого разрешения при очень низком ускоряющем напряжении, до 50 В. Это принципиально важно, когда речь идет об исследованиях образцов, на которых высокоэнергетические пучки электронов оказывают разрушающее воздействие. РЭМ с низкими ускоряющими напряжениями позволяет исследовать биологические образцы и полупроводниковые структуры, не повреждая их. В результате, в сочетании с другими методами, для таких образцов не требуется специальная подготовка, например, напыление металла – можно исследовать непроводящие объекты, даже в жидких средах. На биологические образцы и полупроводниковые структуры магнитное поле не оказывает разрушающего воздействия. А ведь именно эти два направления – молекулярная биология и полупроводниковая электроника – и являются сегодня основными на рынке электронной микроскопии. Поэтому очень велик спрос на РЭМ с низким ускоряющим напряжением.
Конечно, таким образом невозможно исследовать магнитные материалы, ферромагнетики, поскольку они искажают форму поля. Однако в нашей системе используются различные электронно-оптические схемы, в том числе предусмотрен "бесполевой" режим. Но прежде всего, система GAIA3 предназначена для немагнитных материалов.
Год назад вы представили систему RISE, интегрирующую РЭМ и рамановский конфокальный микроскоп. Получила ли она развитие?
На выставке Analytica 2014 мы демонстрировали систему на основе нашего РЭМ MAIA3 и и рамановского конфокального микроскопа alpha300 немецкой компании WITec. Однако уже осенью представили рабочую станцию GAIA3 с рамановским спектрометром, в которой используется не только электронная, но и ионная колонны. Это достаточно большой прогресс, новое решение оказалось весьма привлекательным для заказчиков, поскольку при помощи ионного пучка можно снимать слои материала и затем анализировать состав поверхности методами конфокальной рамановской спектроскопии. Одно из важных достоинств такого решения – образцы не нужно доставать из вакуумной камеры, что позволяет избежать загрязнений поверхности на воздухе.
Хотя новое решение и предоставляет пользователям принципиально новые возможности, мы не стали давать ему отдельное наименование. Ведь каждый прибор с новым названием требует новой сертификации, а это не только деньги, но и время, задержка с выводом на рынок. Поэтому мы позиционируем новую систему как уже существующий прибор GAIA3 с дополнительными приставками.
Достигнув высоких результатов в области РЭМ, вы не планируете начать работу в области просвечивающей электронной микроскопии?
Направление ПЭМ очень важно, и мы планируем его развивать. К этому есть и исторические предпосылки – еще в конце 1940-х в Техническом университете Брно был собран первый просвечивающий электронный микроскоп. Компания TESLA Brno представила свой первый коммерческий ПЭМ в 1953 году, а в 1958 ПЭМ TESLA BS-242 был удостоен золотой медали на Всемирной выставке в Брюсселе.
Буквально 1 октября 2014 года официально стартовал наш проект по разработке ПЭМ. Конечно, это будет не только просвечивающий, но и растровый электронный микроскоп. Предстоит преодолеть немало проблем. Это и стабильность высоких ускоряющих напряжений, и стабильность токов в линзах, и конструкция линзы объектива, и система сканирования – целый ряд сложнейших задач. Но я сказал бы, что самый трудный вопрос – это борьба с механическими и акустическими вибрациями. Не менее сложная задача – создать для такого микроскопа предметный столик. Он должен обеспечивать прецизионное перемещение объекта по трем осям и наклон в двух плоскостях. Последнее очень важно – получив серию изображений при разных углах наклона, можно создать трехмерное изображение объекта, что необходимо для современных исследователей. Поэтому предметный столик – один из самых сложных узлов микроскопа.
Хотя проект официально только стартовал, мы уже выполнили часть задельных работ. Например, два года назад начали разработку высокостабильного источника высокого напряжения в сотрудничестве с Институтом приборостроения Чешской академии наук в Брно. Работа весьма успешна, уже достигнуты параметры, необходимые для будущего ПЭМ.
В целом, создание ПЭМ – это очень сложный, комплексный проект. Даже при проектировании нового производственного помещения мы учитывали требования к большим габаритам ПЭМ. Трудно точно сказать, когда проект будет завершен, но через два года мы надеемся представить первый прототип просвечивающего электронного микроскопа.
Отмечу, что создание ПЭМ – не единственный наш инновационный проект. В частности, мы ведем работу и в области световой оптики. У нас есть готовое решение по интеграции АСМ и РЭМ. Но если в АСМ вместо иглы кантилевера установить световод, можно работать в режиме сканирующей ближнепольной оптической микроскопии. Наблюдение объекта в ближнем оптическом поле, то есть на расстоянии между образцом и объективом менее половины длины волны, позволяет достичь оптического разрешения, превышающего дифракционный предел. Это весьма перспективное направление, мы ведем в нем работы, но о сроках говорить рано, поскольку сегодня наиболее приоритетный для нас проект – создание ПЭМ. Все силы направлены туда, сейчас это одна из наших главных задач.
Насколько активно вы взаимодействуете с академическими институтами в ходе своих разработок?
Очень активно. И не только с академическими институтами, но и с университетами, высокотехнологичными компаниями, другими научными центрами – как с чешскими, так и с зарубежными. За последнее десятилетие у нас сложился некий научный консорциум, ядро которого образуют Институт наук о свете Макса Планка (MPL – Max Planck Institute for the Science of Light) в Эрлангене и научный центр EMPA в швейцарском городе Тун (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology). Конечно, мы тесно сотрудничаем с другими научными центрами – с Институтами сообщества Фраунгофера, с Институтом фотонных технологий (IPHT) в Йене, с Оксфордским университетом и т.д. Для отдельных проектов приглашаем различные компании – например, c фирмой WITec мы работали при создании системы RISE, с Tofwerk сотрудничаем в области времяпролетных ионных масс-спектрометров, со SPECS – в области сканирующих зондовых микроскопов. Тесно сотрудничаем с другими европейскими компаниями и будем только расширять эту работу.
Где производятся микроскопы TESCAN?
Все приборы выпускаются на нашем предприятии в Брно. Раньше мы размещались в одном здании. Однако в связи с достаточно динамичным ростом объемов выпуска нам стало тесно и несколько лет назад мы приступили к строительству нового производственно-административного комплекса в двух километрах по соседству. Первое здание нового комплекса было построено и оснащено к концу 2013 года, с лета 2014 года мы перенесли туда часть бизнес-служб, конструкторские бюро и исследовательские лаборатории, а также участки сборки и настройки приборов. Разумеется, производство сертифицировано на соответствие требованиям стандартов ISO 9001 и ISO 14001 (система менеджмента качества и система экологического менеджмента). Ввод в строй нового производства очень важен, поскольку в 2014 году мы увеличили объем выпуска продукции.
В старом здании остался центр прецизионной механической обработки, необходимый, в частности, для доработок и модернизаций камер микроскопов, изготовления других особо ответственных узлов. Но здесь выполняется не более 10% всех механических работ – остальные производятся на других предприятиях, расположенных в Брно и ближайших окрестностях. Конечно, много компонентов мы покупаем за рубежом, у ведущих мировых производителей. Например, все турбомолекулярные и ионные вакуумные насосы нам поставляют компании Pfeiffer Vacuum и Gamma Vacuum из США. Аналогично, электронику приобретаем у ведущих производителей. В целом, мы стремимся приобретать все, что возможно купить. А сами делаем то, что не могут другие.
Но конечно, производство лучше увидеть, чем слушать рассказы о нем. ■▶
Современным микроскопам – современное производство
Визит в новый производственный комплекс TESCAN Brno
C производством TESCAN нас знакомит Хелена Хожени (Helena Hoření), менеджер по развитию бизнеса.
Х.Хожени До лета 2014 года все производство располагалось в нашем первом производственном комплексе. Здесь выполнялся весь цикл производства, включая финальную сборку, настройку и тестирование микроскопов. Сейчас чистые комнаты используются для финального тестирования и демонстрации оборудования. Отметим, что наши лаборатории оснащены всем необходимым оборудованием для пробоподготовки.
В демонстрационных лабораториях представлены образцы практически всех приборов, которые мы выпускаем: от самых простых РЭМ VEGA до новейших исследовательских комплексов, таких как FERA3 или GAIA3. Они используются как для задач обучения, так и для демонстрации возможностей оборудования. Прежде чем принять решение о покупке, заказчики могут приехать со своими образцами, под контролем наших специалистов провести необходимые исследования и убедиться в том, что оборудование соответствует их пожеланиям и позволяет решать их задачи. Однако чаще клиенты просто отправляют нам свои образцы, мы проводим анализы и высылаем результаты.
На прежнем месте остался и участок для прецизионной механической обработки, оснащенный современными обрабатывающими центрами. Здесь можно очень быстро изготовить ответственные детали и выполнить необходимую модернизацию камер, например, проточить отверстия для установки требуемых клиенту детекторов. Все остальные производственные структуры переехали в новое здание, в двух километрах по соседству.
***
И вот мы на территории нового административно-производственного комплекса. Он находится на окраине Брно, в местечке Брно-Когоутовице. Что и говорить, комплекс впечатляет – и снаружи, и внутри. Современное многоэтажное здание, просторно, удобно, функционально и что немаловажно – красиво. С лета 2014 года здесь размещено сборочное производство, отдел исследований и разработок, часть административных служб. Новое здание построено с учетом всех требований к производствам высокотехнологичного оборудования, в том числе – экологических. Достаточно сказать, что в системе кондиционирования/обогрева используется геотермальная энергия. Для этого пробурено 60 скважин на глубину более 100 м, где круглый год примерно одна и та же температура. Такая сложная, дорогая система – один из основных трендов в области энергосберегающих систем отопления/кондиционирования. Сам факт, что компания выбрала именно такой подход при создании производственных помещений, говорит о многом.
Новое здание не только экологично, но и дружественно к персоналу. Здесь предусмотрено все необходимое для комфортной работы – столовая, конференц-зал, аудитории для семинаров и учебных курсов, зоны отдыха, удобные рабочие помещения. На верхнем этаже располагаются различные бизнес-службы, экономисты, бухгалтерия и т.п. Ниже – технологический этаж, где размещены системы инженерной инфраструктуры (вентиляции, оборудования кондиционирования и отопления на основе геотермальных тепловых насосов и т.п.). Предусмотрено свободное место для инженерных систем еще не построенного второго здания нового комплекса.
Сборочное производство, склад, чистые комнаты и часть лабораторий находятся на первом этаже. Здесь обращают на себя внимание очень широкие коридоры и высокие дверные проемы – специально для будущих просвечивающих электронных микроскопов, которые еще только разрабатываются. Комплекс в целом – это место, куда приятно приходить и где хочется работать – обстановка располагает.
Но вернемся к производству. А оно начинается с разработки.
Подразделение исследований и разработок находится здесь же?
Х.Хожени Да, в новом здании несколько лабораторий отдела исследований и разработок. Часть из них расположена в чистых комнатах, в некоторых поддерживается особый высокостабильный температурный режим. В отделе исследований и разработок трудятся около 60 специалистов – более четверти всех сотрудников компании TESCAN Brno. Из них около 30% имеют ученую степень PhD (примерно соответствует российскому кандидату наук), что говорит об очень высоком уровне наших физиков-исследователей и инженеров. В лабораториях этого отдела рождаются и отрабатываются новые идеи, которые будут реализованы в следующих поколениях оборудования TESCAN. В целом же отдел исследований и разработок решает достаточно широкий круг задач – от перспективных исследований до создания специализированного оборудования под задачи пользователей.
Недавно был организован новый отдел – исследований и разработок приложений. В его задачу входит поиск решений различных практических задач, как на уровне методик, так и оборудования. Например, клиенту нужно провести определенное нестандартное исследование, и он не знает, как это лучше сделать. Тогда сотрудники этого отдела разрабатывают способ проведения необходимых исследований, подбирают оборудование, создают методики. После чего они выдают рекомендации конструкторскому отделу и производству – как модифицировать оборудование, какие дополнительные узлы нужны, чтобы решить задачу заказчика.
В отделе исследований и разработок приложений создаются и законченные решения для конкретных типовых применений. Характерный пример – комплекс для минералогических исследований TIMA. Это полностью автоматизированная, высокопроизводительная система для минералогического анализа на базе РЭМ. Фактически TIMA – готовое решение для лабораторий и предприятий горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности. Уникальность технологии TESCAN заключается в чрезвычайно высокой степени интеграции между РЭМ и энергодисперсионным спектрометром, благодаря которой сбор данных об образцах происходит с очень высокой скоростью, причем в полностью автоматическом режиме. Одновременное использование нескольких (до четырех) спектрометров превращает TIMA в чрезвычайно производительный прибор.
Комплекс TIMA может служить и хорошим примером наших совместных разработок с другими производителями. Вместе с американской компанией мы создали систему автозагрузки на 100 образцов. Это совершенно уникальное решение выводит автоматизацию минералогических исследований на новый уровень. Ни у кого из конкурентов ничего подобного нет.
Одно из направлений деятельности TESCAN – модернизация оборудования. Она выполняется здесь же, на основном производстве?
Да, здесь мы не только собираем новые микроскопы, но и модернизируем устаревшие приборы, в том числе – оборудование сторонних производителей. Сейчас мы можем видеть один из примеров такой модернизации – пользователь просит обновить старый РЭМ CamScan. От него фактически остается только камера и станина, а все остальные узлы заменяются на новые.
Конечно, мы проводим модернизацию и наших приборов прежних поколений. Кроме того, мы гарантируем поставку узлов и запчастей для микроскопов как минимум 10 лет после продажи. И тут неизбежно встают вопросы совместимости. Действительно, как убедиться в работоспособности узла, предназначенного для системы 10-летней давности? Аналогичные вопросы возникают и при адаптации оборудования под специфические требования клиента, например, когда систему нужно оснастить нестандартным детектором. Все эти задачи решает специальная сервисная лаборатория. В ней представлены микроскопы TESCAN даже первых поколений, которые уже не производятся. В основном лаборатория служит для проверки различных узлов и дополнительного оборудования на совместимость, в том числе и при модернизации оборудования.
Например, пользователь хочет установить на свой старый микроскоп новый детектор. Нам достаточно знать серийный номер этого микроскопа, а дальше специалисты отдела исследований и разработок подберут нужный тип детектора, определят, какие модификации необходимы. Затем в сервисной лаборатории готовое решение будет проверено на совместимость и лишь затем предложено клиенту.
Как организован ваш основной производственный процесс?
У нас есть служба управления заказами, сотрудники которой поддерживают дистрибьюторов, контролируют получение и исполнение заказов. Утвержденные заказы поступают в отдел логистики, где планируется полный цикл изготовления приборов. Каждый микроскоп содержит свыше 5 тыс. деталей, и к началу сборки все они должны быть изготовлены или закуплены и доставлены на предприятие. Сотрудники отдела логистики планируют и контролируют эти процессы. Планирование для нас очень важно – ведь чистое время от момента получения заказа до выпуска готового прибора, с учетом изготовления и закупки всех комплектующих, составляет порядка полугода. Однако при правильном планировании и предварительном заказе цикл изготовления одного микроскопа сокращается до двух-трех месяцев. Очень сложные, уникальные системы могут производиться четыре-пять месяцев.
Непосредственно сборка микроскопов состоит из двух этапов. Сначала в сборочном цеху на раму монтируется вакуумная камера, оснащается детекторами, вакуумными насосами и другим оборудованием. Здесь же устанавливается система антивибрационной подвески. Комплектующие поступают со склада, оснащенного автоматизированной системой хранения Kardex Remstar, – достаточно ввести в компьютер названия компонентов, и они автоматически будут выданы. Конечно, для крупногабаритных деталей есть отдельный склад.
Наиболее чувствительные узлы микроскопов – электронные и ионные колонны – устанавливаются на отдельном участке, в чистых комнатах. Там же проводится финальное тестирование. В здании есть комнаты различных классов чистоты. Для установки колонн и ответственных узлов используется комната с классом чистоты 100 (не более 100 частиц пыли на 1 м3). Участок финального тестирования размещен в помещении с классом чистоты 1000. Здесь микроскопы с установленными колоннами и всеми детекторами проходят финальную настройку и отладку.
Заключительный этап – участок упаковки. Он тоже важен, ведь правильная упаковка должна предотвратить возможные проблемы при транспортировке. При доставке микроскопы должны содержаться при определенной влажности и температуре, исключается их наклон или удары. Каждый упаковочный ящик оснащается датчиками удара, перегрева, наклона. Поскольку наше оборудование очень чувствительное, оно должно доставляться с большими предосторожностями.
Так что, как видите, у нас нет мелочей. Все – от продуманных производственных помещений и комфорта работников до упаковочной тары – направлено на то, чтобы потребитель получил необходимый ему качественный прибор, причем точно в срок.
***
Качество продуктов – это категория, о которой говорят практически все производители на рынке. Но в полной мере оценить ее могут только потребители и сервисные службы. Поэтому рассказать об особенностях продукции TESCAN с точки зрения качества мы попросили Андрея Турутина, директора ООО "ТЕСКАН" – компании, обеспечивающей продажу микроскопов TESCAN и сервисную поддержку пользователей на территории России и стран СНГ.
А.Турутин Действительно, TESCAN очень большое внимание уделяет качеству своих приборов. Для нас, как для поставщиков оборудования, это очень важно – мы полностью уверены в продукте, который предлагаем заказчикам. Кроме того, не меньшее внимание уделяется качеству сервиса – TESCAN, с одной стороны, требует от нас обеспечить высокий уровень обслуживания, с другой – в полной мере помогает в этом. Компания TESCAN регулярно проводит учебные мероприятия, оказывает полную поддержку во всех возникающих вопросах, в том числе в плане удовлетворения специальных требований заказчиков. Если нужно заменить какой-либо узел, это происходит очень оперативно. Однако такая потребность возникает крайне редко, оборудование TESCAN нуждается в минимальном обслуживании из-за его очень высокого качества. Мы даже подсчитали, что расходы на сервисное обслуживание микроскопа TESCAN могут быть ниже, чем для обычного легкового автомобиля.
Простой пример – такой расходный элемент, как термоэмиссионный вольфрамовый катод TESCAN стоит порядка 100 евро и служит в среднем 400–600 ч, зачастую его хватает и на 1000 ч, то есть практически на год работы. А катод Шоттки c автоэлектронной эмиссией может работать до пяти лет и более. И это – лишь один из примеров.
Безусловно, качество закладывается на каждом этапе производства и разработки. Оно проявляется как на уровне организации производства в целом, так и в отдельных нюансах и деталях. Скажем, у TESCAN камеры для микроскопов – не сварные, а цельнофрезерованные, они отжигаются в водородной атмосфере, чтобы происходила релаксация металла. Так поступают не все изготовители РЭМ. Другой пример – только в самых бюджетных микроскопах TESCAN используется резино-пружинная подвеска. Все остальные модели, даже в нижнем ценовом сегменте, оснащены либо пневматической, либо электромагнитной подвеской. И в этом продукция TESCAN также выигрывает перед конкурентами, которые предлагают упрощенную антивибрационную подвеску. Ведь упрощенная подвеска означает более жесткие требования к подготовке помещений, то есть дополнительные затраты, тогда как микроскопы TESCAN допускают работу в помещениях с большим уровнем вибраций. Даже с этой точки зрения приборы TESCAN более дружелюбны к пользователям.
Оборудование TESCAN весьма привлекательно по ценам. Например, универсальные, многофункциональные РЭМ VEGA3, вполне конкурируют по цене с настольными растровыми микроскопами более низкого класса, значительно превосходя их по возможностям.
Мы не только предлагаем оборудование заказчикам как готовые решения, но и совместно с клиентами участвуем в создании нужных им аналитических систем на основе оборудования TESCAN. И поэтому сами хорошо понимаем, насколько это удобные, гибкие и адаптируемые под различные задачи приборы.
***
Подводя итог, попробуем кратко сформулировать впечатление от увиденного. Видимо, ключевым словом будет "дружественность". Оборудование TESCAN максимально дружественно к заказчикам, с различных точек зрения – по удобству эксплуатации, гибкости, цене. Производственный процесс также дружественен к клиентам – очень мало серийных предприятий выпускают изделия "под заказ", с учетом специфики каждого клиента. Даже новый производственный комплекс максимально дружественный – к своим работникам, к экологии, к задачам компании в целом.
Наверное, в этом и заключается перспективный подход к созданию современного высокотехнологического оборудования в эпоху нового технологического уклада, который называют Industry 4.0. Только многие о нем лишь рассуждают, а компания TESCAN реально воплотила в своем производственном комплексе. Этот подход уже принес весомые плоды, о чем свидетельствует очевидный успех, достигнутый некогда небольшой чешской компанией. И можно не сомневаться, что в будущем результаты – решения, продукты, технологии TESCAN – будут еще интереснее и весомее.
И.Шахнович
Отзывы читателей
