近距离观察全球电子显微镜市场

世界各地的实验室都广泛使用电子显微镜来研究光学显微镜无法看到的微小结构。当前的发展趋势影响着电子显微镜市场的方向和增长，尤其是在生命科学领域。

电子显微镜市场的应用领域
电子显微镜因其对纳米级和微米级结构的卓越成像能力，正在成为全球研发实验室和公司中无处不在的研究工具。它们可以帮助研究人员超越可见光波长的限制。

这些功能强大的分析工具已广泛应用于多个工业领域，主要是生命科学、纳米技术、电子工业和材料科学领域。具体应用领域包括病毒学、癌症研究、半导体研究和污染监测。

在材料科学领域，电子显微镜，通常是扫描电子显微镜（SEM）被用于研究和质量控制。电子显微镜是现代材料科学的核心技术，它使纳米纤维和纳米管等先进材料的研究成为可能。

在半导体研究中，电子显微镜可提供准确可靠的形貌信息，这对半导体研究至关重要，可避免出现可能导致性能低下的缺陷。此外，电子显微镜还可用于先进微芯片的合理设计和制造。

由于 SEM 和 TEM 在全球法医实验室中的应用，枪弹残留物分析、弹道对比、伪造检测、纤维分析和笔迹分析等法医调查取得了重大进展。该领域为刑事和民事审判提供了重要证据。

在生命科学、生物医学和制药行业，扫描电子显微镜被广泛用于检测新病原体、测试疫苗和新药、研究遗传条件，以及测量气候变化、环境和人工压力对生物体的影响。

电子显微镜市场的热门话题
过去一二十年来，纳米技术的发展对电子显微镜领域的发展产生了影响，因为这两个领域有着内在的联系。

新的探测器、算法和数据采集策略有助于解决蛋白质分子中的辐射损伤等关键问题。这些进步带来了蛋白质结构分辨率方面的突破，为生命科学等领域带来了重大效益。

人工智能是许多不同行业的热门话题，已成为一个重要但有争议的领域，面临着众多独特的挑战。然而，尽管存在挑战，人工智能正在成为科学研究中一项潜在的非常有益的技术，科学家们正在研究它在电子显微镜中的应用。

图片来源：Elizaveta Galitckaia/Shutterstock.com

人工智能可用于解决电子显微镜领域一个存在了几十年的问题：相位信息检索。Mathew Cherukara 领导的研究小组探索了利用神经网络提供深度相位信息的方法。这些方法有可能提高当前技术的灵敏度和分辨率。

机器学习和人工智能算法在涉及使用电子显微镜的多个实验阶段实现了更合理的检测和分析，克服了人类的局限性，惠及从制药到半导体等多个行业。

目前电子显微镜领域的另一个热门话题是低温电子显微镜（Cryo-EM），这种技术可以研究时间尺度仅为几毫秒的短寿命分子状态。这项新兴技术有助于研究以前无法进入的生理环境中的生物结构。

当前的全球电子显微镜市场
2022 年全球电子显微镜市场价值为 59.4 亿美元，预计到 2032 年将达到 140.6 亿美元。未来十年的年均复合增长率为 9%。

这一增长主要由生命科学领域驱动，2022 年该领域的收入占全球市场的 26%。从地域上看，北美是电子显微镜的主要市场，同年的收入份额超过 36%。

透射电子显微镜（TEM）在全球电子显微镜市场占据主导地位，而扫描电子显微镜则受到中小型公司和研究所的青睐。

该市场的主要参与者包括 DME、赛默飞世尔科技公司、徕卡显微系统公司、奥林巴斯公司、日立高新技术公司、日本电工株式会社和尼康公司。美国市场的强劲增长得益于许多科研机构和教育机构的合作和存在。

在亚太地区市场，政府以拨款形式进行的投资不断增加，以及用于半导体研究的瘦晶圆需求不断增长，对这一重要市场的增长起到了关键作用。

目前，电子显微镜行业市场动态背后的主要驱动因素是科学研究的不断增长以及具有更高分辨率和精细度的显微镜的发展。然而，高昂的生产成本是一个关键瓶颈，对于中小型企业、实验室和医院来说，价格已达到令人望而却步的水平（高达 200 万美元）。

电子显微镜市场的未来发展方向
技术的进步和科学研究的增加将为科学家提供分析复杂纳米级结构所需的工具，从而加强生命科学、半导体研究和材料科学等关键领域的研究。

未来的一个潜在方向涉及电子显微镜、人工智能和数据科学之间日益紧密的联系。电子显微镜必须利用这些新兴和颠覆性技术的优势，充分发挥其潜力。

约翰-霍普金大学的米特拉-塔赫里（Mitra Taheri）建议采用一种综合方法，彻底重新思考电子显微镜领域目前的工作方法。这种方法将在电子显微镜实验工作流程的每一步都采用人工智能和机器学习。

Taheri表示，机器学习和人工智能将帮助科学家更好地管理和理解数据工作流程，这一点在行业数据达到过饱和状态时尤为重要。

最后的思考
电子显微镜是全球实验室的一项关键分析技术，由于它能够分辨出超越可见光极限的结构，因此催生了整个行业，尤其是材料科学和电子行业。

随着未来十年的强劲增长，电子显微镜市场很可能在未来几年整合多项革命性技术，进一步改进数据检索，帮助研究人员剥开自然界和人工世界的层层面纱，揭示更多秘密。

参考资料

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作者：Reginald Davey