光学显微镜将人类的眼睛带入了一个五彩缤纷的微观世界，之后电子显微镜、扫描隧道显微镜进一步演绎了微观领域的精彩。但是，人们的好奇心总是无止境的，上个世纪八十年代诞生的原子力显微镜(Atomic Force Microscope ，AFM)已经把人类的视觉延伸到了分子和原子的世界，它是一种通过检测针尖原子和样品原子之间微弱的作用力(10-8-10-6N)来获取样品表面形貌的先进技术。
Park Systems起源于原子力显微镜的发祥地——美国斯坦福大学，长期以来专注于AFM事业，给最精确的纳米测量提供创新和独有的AFM产品。Park Systems公司总裁Sang-il Park博士，亦求学于美国斯坦福大学，也正是在此期间培养了其非常有远见的AFM创新及领导能力。在之后的从业经历中，Sang-il Park博士先后在美国和韩国创建公司，一直致力于AFM的研发工作。
AFM的技术发展现状和应用范围如何?未来将向什么样的方向发展？Park Systems公司在AFM领域具有怎样的技术优势?未来的发展前景怎样？基于此，仪器信息网编辑于近期采访了Park Systems公司总裁Sang-il Park博士。
韩国Park Systems公司总裁Sang-il Park博士
Instrument：Sang-il Park 博士您好，首先请您介绍一下AFM的起源及发展历史?作为继光学显微镜和电子显微镜之后的第三代显微镜，AFM具有什么样的优势?
Sang-il Park博士：AFM的历史可以追溯到由IBM的Binning和Rohrer开发的STM(Scanning Tunneling Microscope，扫描隧道电子显微镜)，其本身的目的就是对越来越微小的半导体材质进行纳米级测量。STM的问世使硅表面原子的排列得以成功显示，并且预示了操作单独原子的可能性。四年以后(1986年)，Binning和Rohrer获得了诺贝尔物理奖。
现在的AFM技术起源于美国斯坦福大学C.F.Quate教授的研究室，是由Binning和Quate教授于1986年开发成功的。之后，研究室中的有关技术专家带着相关技术分散到初期的几家测量公司，进而基于手中掌握的技术开发设计具有各自特色的AFM产品。这其中，IBM拥有一些专利，但是IBM开发的不是AFM，而是STM，所以IBM的专利限制也仅限于STM而已。
AFM是以几千万倍的倍率观察原子单位的下一代超精密测量设备，可以观察到纳米级物质的形貌。另外，电子显微镜只能在真空环境下测量，但AFM可以在大气环境下进行测量，而且可以观察样品的电子、磁力、机械等性能。目前硬盘驱动器(HDD)、平板显示器(FPD)、精密化学和分子生物等很多领域对AFM的需求也越来越多。
Instrument：目前AFM的技术现状怎样?未来的技术发展趋势如何?
Sang-il Park博士：AFM技术可以分为两个方式：一个是同轴传统式，一个是分离式结构。同轴传统式虽然在小范围扫描上有优势，可是扫描范围越大背景弯曲也越高，而且只能实现接触和轻巧模式;XY&Z分离式没有背景弯曲，可以实现接触、轻巧和非接触模式。其中，非接触模式是AFM发展的趋势之一。
当前，大部分AFM是通过同轴管式压电方式驱动，通过移动样品或把探针按照XY和Z方向移动来测量样品的形貌，但往往会导致结果歪曲，不能实现真正的非接触测量。此外，现有技术对于垂直高度较高的样品也存在一定的检测难度。
众所周知，最近AFM领域的竞争越来越激烈，而且工业领域对AFM的技术要求也越来越高。为了应对市场需求，AFM技术就需要在稳定性、自动化、通量、易操作性和高速非接触成像等方面加以改善。不过，虽然AFM应用很广泛，且与其它设备结合的可能性也很大，但是其设定操作比较复杂，进行设备研发的初期门槛还是比较高的。
Instrument：AFM的主要应用领域有哪些?未来还有哪些新的应用领域可以开拓?
Sang-il Park博士：AFM在纳米技术领域和硬盘驱动器的制造工程方面有着很广泛的应用，并且预期在30纳米以下的半导体工程领域，AFM也将会代替现有的测量设备。另外，在LED产业里，为了提高能源效率和收益率，AFM在缺陷审查(Defect review)方面的应用范围也会很大。虽然目前AFM的技术还是处于与现有其它测量设备互补的位置，但是通过与其它测量设备的结合可以克服很多现有测量上的困难。所以，以后无论是在半导体和屏幕领域，还是医疗诊断领域，都会有很大的发展可能性。
Instrument：相对于电镜产品，AFM具有许多优点，但是目前AFM的市场份额比电镜要小很多，请您分析一下这其中的原委?
Sang-il Park博士：AFM功能比电镜丰富，而且有很高的空间分解率，但是在工业工程的应用中，再现性没有电镜好，而且操作过程也比电镜复杂。不过，基于其自身的技术优势，未来AFM将会是克服现有技术障碍很有前景的方案之一，以后也将会是半导体和平板显示器产业领域中重要的精密测量设备。
Instrument：Park Systems公司在其发展过程中也几经“波折”，请您介绍一下公司的详细发展历程?近年来公司总体发展概况如何?
Sang-il Park博士： 我第一次接触AFM是1982年，在美国斯坦福大学留学的时候。那个时候瑞士IBM研究组发表了有关STM有可能实现原子单位测量的文章。当时我被人类历史上一直没观察过的超细世界所吸引，就直接参加了C.F.Quate教授的研究组。经过研究和咨询，我发现AFM有商用化的可能性。于是，1988年，我在美国硅谷创立了一个典型的冒险公司PSI。
90年代，韩国大企业在世界上的竞争处于劣势，那个时候需要把低技术和低附加价值的产业转换成高科技和高附加值尖端产业，这就需要创建中小企业代替大企业的新经济系统，可是当时韩国没有美国硅谷那样的经验和文化，这是当时大的经济状况。另外，我个人也不愿意永驻美国，所以决定在韩国重新建立新的公司，于是1997年，就把PSI公司卖给了Thermo Spectra集团，回国设立PSIA公司，继续开发下一代的AFM。尽管当时环境和条件都很低劣，可是通过我们的努力克服了困难，并且维持了不断增长的趋势。2007年，PSIA公司十周年庆典时正式更名为现在的Park Systems，以凸显世界第一家AFM公司的正统性。
之前，韩国的AFM仪器全靠进口，近年来，我们成功的实现了AFM的韩国国产化。目前正在开发工业用高科技生产线自动化AFM设备，以期助力有关产业的发展。而且我们还会在基础研究、应用研究，以及工业和医疗方面继续深入研究。此外，我们还计划开发与AFM有关的分析测量仪器。总之，技术的革新和先导是我们未来发展的核心力量。未来，在激烈的AFM竞争中，我们将带着强有力的技术力量扩大市场占有率。
Instrument：作为AFM的资深专家，请您介绍一下当前主流AFM仪器厂商的产品及市场概况?您如何看待Bruker收购Veeco这件事情?
Sang-il Park博士：当前，AFM竞争很激烈，而且由于纳米科技是一个基础科学研究领域，各国家也都在支持相关产业的发展。现在全世界大概有50个AFM生产厂家，主要市场是大学和研究单位，其中主流厂商有Bruker(德国)、Agilent(美国)、Asylum Research(美国)、 NT-MDT(俄罗斯)、 JPK(德国)、Seiko(日本)和Park Systems(韩国)等，以上厂商约占全球市场份额的80%。
以前，具有工业用高科技生产线自动化AFM设备开发技术的厂商主要有Veeco和KLA-Tencor。Veeco起先是利用从IBM转移过来的技术开发Dimension X3D，后来Veeco把AFM部门卖给Bruker，Bruker和Seagate也在努力开发Gen3自动化AFM。但是总体来说目前工业界AFM自动化设备开发的结果还不是很理想。不过，这对我们来说是一个很好的机会，因为Park Systems也一直致力于设计生产工业自动化的AFM仪器。目前，在工业AFM市场中，Park Systems已经确保了有利的位置，市场占有率也越来越高。
Instrument：现如今，AFM产品的竞争也非常激烈，在“高手如林”的AFM市场中，贵公司有什么样的核心技术?产品竞争优势体现在哪些方面?
Sang-il Park博士：传统管式扫描器因结构的原因，达不到成像的正交性和再现性，实现不了真正的非接触模式，还经常会导致样品和探针的损伤以及分解能的降低。Park Systems基于专利技术的分离式XY&Z扫描器，改变了传统的AFM设计结构，在AFM纳米测量领域上跨越了一大步。XY&Z扫描器采用最适化的二维驱动器只将样品在水平方向移动，用最适化的一维驱动器只将探针在垂直方向高速移动，在再现性、正交性和线性方面性能卓越，并且具有很高的分解能，可以在不损伤探针和样品的情况下进行成像分析。此外，我们的自动转换探针模式(auto probe exchange function)可以为工业客户提供更方便的操作，旋转AFM探头可以检测overhang结构的侧面测量，在半导体、MEMS(微机电系统)和纳米元件方面有很好的应用前景。
Park Systems最近推出了世界上最精确的NX10原子力显微镜。利用公司在AFM领域享誉全球20多年的精确数据技术，NX平台已成为科研和工业纳米技术解决方案的主要合作伙伴。NX10行业领先的Z伺服速度赋予Park Systems真正非接触式系列产品更高的精确度、更快的扫描速度以及更长的探针寿命。目前，Park Systems的AFM产品已经被广大客户普遍认可，现在许多著名大学，比如哈佛大学、哥伦比亚大学、斯坦福大学、清华大学和复旦大学，还有日立、TDK、NASA、ANL和NPL等著名企业和研究所都已经认可了我们的技术。
Instrument：中国市场对Park Systems公司有什么样的机遇和挑战?另外，Park Systems公司为什么选择与天美公司合作?未来将如何布局中国及世界的AFM市场，有什么具体的规划?
Sang-il Park博士：众所周知，中国是一个极具诱惑力的市场，特别在电池、屏幕、太阳能和基础科学等方面发展和投资的潜力很大。Park Systems建立之初就和中国的几家厂商合作过，当时对中国的市场不是很了解，也没有充裕的时间去评价合作公司的实力，结果都不是很满意。总结多年经验，我们认为在中国市场上首要做到的就是给客户提供稳定的贸易业务和售后服务，从这方面来说，天美公司与我们的合作非常愉快。天美拥有热情的企业文化、覆盖全中国的稳定的业务系统和有力的合作伙伴，再加上我们之间建立的深厚友谊基础，相信通过与天美公司的合作，我们的AFM产品将会在中国市场快速成长和发展。此外，为了给客户提供多方面的服务，我们还经常和天美公司沟通交流，通过合作开办中文网站，参加各种展会等多种渠道合作共赢。
虽然我们公司的产品具有很高的技术含量，但是品牌影响力比不上大企业，而且许多客户比较倾向于大企业的产品。所以目前我们在中国市场的工作重点就是扩大宣传，让客户了解Park Systems设备的优越性，希望以我们产品的高效、低故障率等赢得客户的好评。通过努力，我们目标是做中国进而全世界第一的AFM公司。
采访编辑：叶建
附录：Sang-il Park博士个人简历
Education
1977-1981： Dept. of Physics, Seoul National University (B.S.), Korea
1982-1987： Dept. of Applied Physics, Stanford University (Ph.D.), USA
1994 ： Stanford-AEA Executive Institute (Mini MBA), USA
Professional Positions
1987-1990: Research Associate, Edward L. Ginzton, Lab. Stanford Univ., USA
1988-1997: CEO and Chairman, Park Scientific Instruments Corp., USA
1997-Present: CEO and Chairman, Park Systems Corp., Korea
2000-2005: Director, Nanoscale Metrology and ysis Laboratory, National Research Laboratory
2004-Present: Director, Korea Nanotechnology Research Society
2007-2010: Director, The Korean Vacuum Society
2009-2010: Vice president, The Korean Physical Society
2009-Present: President, Venture Leaders Club
2010-Present: Member, National Academy Engineering of Korea
Research Field and Interests
Nanotechnology and nanometrology
Scanning Probe Microscopy (SPM) and its applications
Professional Awards
2003: Gold Prize Award at nano tech 2003+ Future by NEDO, JETRO, AIS, Japan
2004: IR52 Jang Young Shil Award by the National Academy of Engineering of Korea
2005: Iron Tower Order of Industrial Service Merit by Republic of Korea
2007: Young Engineer Award by the National Academy of Engineering of Korea
2009: Peter Drucker Innovation Award by the Peter Drucker Society
2010: 21st Century Grand Prize, Technology Category Award
2010: ‘2010 Korea’s Top 10 New Innovation’ Award by the Ministry of Knowledge Economy
2011: ‘Top 100 most influential Koreans in the next 10 years’ nominated by the Dong-A Ilbo
（来源：仪器信息网）
