各国正开发新型探针，原子力显微镜探针应用范围局限或将被取代

原子力显微镜（AFM),是一种具有原子分辨率的表面形貌、电磁性能分析的重要仪器。首台原子力显微镜在1985年研发成功，其模式可分为接触模式和轻敲模式等多种模式。

AFM探针基本都是由MEMS技术加工 Si 或者 Si3N4来制备。探针针尖半径一般为十到几十纳米。微悬臂通常由一个一般100~500μm长和大约500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。典型的硅微悬臂大约100μm长、10μm宽、数微米厚。

常见的原子力显微镜的探针有金刚石探针、氮化硅探针、硅探针以及其他种类探针（如导电探针、磁性探针、生物探针等）。

原子力显微镜是一种新型的原子级高分辨率表面分析仪器，它可以像扫描隧道显微镜（STM）一样观察导体和半导体材料的表面现象。因此，原子力显微镜可以用来研究半导体和电子的表面重构、表面形貌、表面电子态和动力学过程、超导体的表面结构和电子态层状材料的电荷密度；其次，原子力显微镜已成为基础科学技术应用研究中检测微纳米材料结构、性能和功能的核心工具之一，具有广阔的应用前景。

此外，随着科学技术的发展，生命科学和生物学开始向数量科学方向发展。大多数实验的研究重点已经变成生物学大分子，特别是核酸和蛋白质结构及相关功能之间的关系。因此，原子力显微镜已成为研究生物医学样品的重要工具之一。原子力显微镜在生命科学和生物学中的应用主要包括三个方面：观察生物细胞的表面形态，观察生物大分子的结构和其他性质，观察生物分子间的力谱曲线。

全球原子力显微镜（AFM）探针行业市场现状分析及前景预测

北美地区是全球原子力显微镜行业最大的营收市场。2020年，北美在该行业所占市场份额为35.02%，但其市场比重于预测期内将不断下降，预计到2026年下降为34.38%。亚太地区和欧洲分别以29.86%和27.24%的市场份额位居第二、三位，而南美、中东和非洲地区在该行业的市场占有率很低，仅3.33%和4.55%。此外，数据表明，亚太地区有望成为该行业发展最快的市场。该地区市场份额从2015年开始便呈逐年上升趋势，预计到2026年，其所占比重将达30.92%。亚太地区拥有中国、日本等经济体，近年来，随着这些国家经济技术的不断发展，GDP已达较高水平，这也为行业的发展提供了基础与支撑。

数据显示，全球AFM探针行业2015年的市场总值为1.39亿美元，行业发展一直呈上升趋势，但发展并不迅速。2020年，该行业全年的市场收入为1.96亿美元。据此，我们进行了系列函数运算并结合科学模型推导了未来6年的数据，最后可以预测，全球AFM行业在2026年的市场总值为3.10亿美元。

行业前3企业为来自美国的Bruker、Asylum Research（Oxford Instruments）和来自俄罗斯的NT-MDT。Bruker集基于光谱技术平台的专有生命科学系统的设计、研发和销售于一体，还销售一系列用于物质检测和病原体识别的现场分析系统并开发了基于X射线技术的生命科学和先进材料研究工具。Asylum Research成立于1999年，是加利福尼亚州圣巴巴拉市的一家员工所有的公司，在全球拥有分支机构，分别位于英国、德国和台湾。其产品线扫描探针/原子力显微镜为纳米级表面和结构的成像和表征技术创新确立了行业标准。其AFM/SPM被世界各地的学术和工业客户广泛地应用于材料和生物科学领域。NT-MDT一直参与研发、生产和支持研究仪器，主要是原子力显微镜（AFM）及其与超高分辨率光谱学的结合，用于纳米技术及其应用。2020年，这3家企业在全球AFM探针行业所占的市场份额为40.87%、18.61%及10.90%。前3强企业占据全球70%以上的市场，由此可见行业集中度较高。

全球原子力显微镜（AFM）探针行业未来发展趋势

由于AFM探针的应用范围仅限于原子力显微镜，属于高科技仪器的耗材，故应用领域不广，全世界的使用量也不多。生产上，世界范围有近十几家工厂开发生产各种AFM探针，市场基本饱和了。主要的生产厂家分布在德国，瑞士，保加利亚，美国，俄罗斯，日本，以色列、意大利和韩国等。由于探针的寿命短，分辨率不高也不稳定且一致性差，各国都在开发新型探针。

新型探针的开发方向包括：开发超细超尖和超长寿命探针、提高电、磁性能探针的分辨率和使用寿命。探针的纳米化，特别是CNT（碳纳米管）修饰和功能纳米材料的修饰将会极大地提高探针的各项性能，也会进一步推动SPM（扫描探针显微镜）更广泛深入的应用。