Dívat se, jak je stvořen svět

Vydáno 4.9.2017

Pohled do mikrosvěta by bylo chybné označení. Mikroskopy, které v Brně vyrábí společnost FEI Czech Republic (nově vlastněna firmou Thermo Fisher Scientific), se dívají do nanosvěta. A nejen že se dívají, materiál dokážou také přidávat nebo obrábět. Nově se firma zaměřuje na takzvanou kryo-elektronovou mikroskopii, říká výkonný ředitel Hynek Peřina a předvídá, že budoucnost patří automatizaci mikroskopů.

 

Vyrábíte unikátní mikroskopickou techniku s fantastickými rozlišovacími schopnostmi. O jaké typy mikroskopů jde?

Nabízíme kompletní portfolio elektronových mikroskopů, které tvoří například rastrovací přístroje, jež posou­vají elektronový paprsek po povrchu pozorovaného vzorku a z toho získávají zvětšený obraz. Potom máme přístroje, které používají nejen elektrony, ale také těžké částice, v našem případě ionty. Umožňují nejen pozorovat, ale i obrábět nebo přidávat materiály. To je důležité pro spoustu typů využití. Dále vyvíjíme a vyrábíme takzvané transmisní neboli prozařovací mikroskopy, kde elektrony prolétávají pozorovaným vzorkem. To je princip, který umožňuje nejvyšší rozlišení a zvětšení, a proto se používá pro nejnáročnější aplikace. Toto portfolio nabízíme už delší dobu a dneska jej doplňujeme o přístroje využívající rentgenové záření.

Tedy něco podobného jako v lékařství?

Ano, podobá se to počítačové tomografii a slouží pro vnitřní pozorování struktury materiálu na poměrně velkých vzorcích. Zároveň umožní následné trojdimenzionální modelování struktury především v oblasti průzkumu ložisek ropy a plynu.

 

Na jeden křemíkový čip o rozměru několika milimetrů čtverečních připadne pět až deset miliard součástek

 

Jaké jsou další možnosti nasazení vašich přístrojů zejména v průmyslu?

Rastrovací přístroje se využívají ve vědách materiálového výzkumu. Například v leteckém průmyslu a všude, kde se analyzují povrchy materiálů nebo jejich chování pod mechanickým napětím. O přístroje, které používají elektrony i těžké ionty, mají zájem zejména v polovodičovém průmyslu při vývoji čipů pro mobilní telefony nebo počítače. Tato zařízení se osazují čipy, jež obsahují obrovské množství integrovaných součástek. Na jeden křemíkový čip o rozměru několika milimetrů čtverečních připadne pět až deset miliard součástek. Aby výrobci věděli, jak se technologický proces chová při výrobě, pozorují čipy pomocí našich přístrojů. Mohou poměrně jednoduše vizualizovat, co vlastně vyrobili. Zároveň dokážou pomocí iontového paprsku odstranit jednotlivé vrstvy, a mohou se tak podívat dovnitř čipu.

 

Po zmrazení na minus 160 stupňů Celsia můžeme živý vzorek zkoumat až na atomární úrovni

 

Kde se uplatňují transmisní mikroskopy?

Transmisní mikroskopy se používají také v polovodičovém průmyslu, kdy rastrovací přístroje s iontovými paprsky připravují vzorky na pozorování a ty se následně dávají na finální pozorování do prozařovacích mikroskopů. Transmisní mikroskopy se také nasazují v oblastech, které kategorizujeme jako life science, tedy vědy, jež zkoumají chování všeho živého. Jde o výzkum léčiv a chování biologických vzorků. Dynamicky se rozvíjí takzvaná kryo-elektronová mikroskopie, kdy se vzorek pomocí tekutého dusíku zmrazí na minus 160 stupňů Celsia, čímž se zachová vzhled jako v živém stavu, a naše zařízení jej pak dovolí zkoumat až na atomární úrovni.

To je rozlišení, které ještě před deseti lety bylo vyhrazeno jen pro ojedinělá vědecká pracoviště ve světě. Lze říci, kam se může ubírat vývoj a do jaké „hloubky“ může pozorování pokročit?

Základní chování a výkon mikroskopů se zdají být dostatečné pro příští generace čipů nebo aplikace ve výzkumu materiálů či živých struktur. Další prostor pro vývoj představují automatizované ovládání přístrojů a analýza dat, která se získávají. V minulých dekádách to fungovalo tak, že jste potřebovali specializovaného člověka, který přístroj uměl ovládat a využít, co viděl. Dnes směřujeme k tomu, aby většina úkonů byla automatizovaná a znalosti lidského operátora nemusely být příliš vysoké. A zároveň se zákazník dostal nikoliv k datům, ale informacím, jež potřebuje.

Jak by tedy měl operátor mikroskopu pracovat v budoucnosti?

Operátor zadá požadavek před odchodem domů, druhý den se vrátí a přístroj má nejen nasbíraná data, ale i provedenu základní analýzu. Zákazník se pak nevěnuje pouze základnímu bádání, ale své práci, která slouží následně širšímu využití pro zdraví nebo prospěch lidstva. Trochu si z toho dělám legraci, ale v zásadě to tak je. Pokud vědec zkoumá v oblasti léčiv, nemá být specialistou na elektronový mikroskop, ale má být odborníkem na vývoj farmak.

Kdo vlastně využívá vaše přístroje? Je to spíše základní, nebo aplikovaný výzkum?

Naše data ukazují, že asi 60 procent připadá na výzkum a přibližně 30 procent na průmyslové využití, a to zejména polovodičový průmysl.

Zaznamenal jsem částku čtvrt mi­liardy korun, kterou ročně vkládáte do výzkumu a vývoje. To se týká především těchto funkcí pro automatizaci měření a vyhodnocování?

Částka je ve skutečnosti ještě vyšší, jedná se o asi 350 až 380 milionů korun, které jsou každoročně investované jen v České republice. Nicméně většina těchto prostředků nesměřuje ke zmiňovaným automatizačním prvkům, ale k dalšímu posouvání základní technologie v různých specializovaných oblastech.

V loňském roce jste rostli o více než miliardu na přibližně 8,3 miliardy korun. Jaký byl důvod poměrně robustního růstu obratu?

Oživení polovodičového průmyslu táhne byznys nahoru. Další oblast, která roste, je life science. Minulý rok jsme rea­lizovali transfer technologie kryo-elektronové mikroskopie, což znamenalo další příspěvek k růstu. Co všeobecně podporuje prodej, je naše schopnost inovace.

Co vás čeká v tomto a příštím roce?

Před rokem jsme se stali součástí firmy Thermo Fisher Scientific a s tím souvisí integrace do nové struktury. Do té doby jsme vystupovali jako samostatný subjekt FEI a nyní musí proběhnout nastavení procesů, abychom si rozuměli a dokázali v rámci skupiny spolupracovat s ostatními subjekty. Realizujeme průzkum příležitostí, které akvizice otevřela. Převzetí vnímáme jako otevřené dveře k dalším technologiím.

Dojde vzhledem k synergiím k posunu zaměření firmy, nebo zůstává neměnné?

Zaměření na technologicky složitou výrobu, s nižším počtem kusů ročně a speciálními úpravami pro potřeby konkrétního zákazníka zůstává jednoznačně stejné. Rovněž se nemění specializace na technologie elektronového a iontového svazku. Předpokládám, že do budoucna bude od nás vyžadován ještě větší fokus na inovativnost a vývoj technologií.

 

Josef Kubr