Česko ovládá obor, bez kterého nevznikne jediný čip. Tým z Brna teď míří ještě dál, nakupují u něj největší firmy světa

Z Brna pochází zhruba třetina všech elektronových mikroskopů na světě. Bez nich nelze odladit ani zkontrolovat výrobu moderních čipů.

Zdroj fotografie: ccnull / Creative Commons / CC BY-SA

Když TSMC, Intel nebo Samsung potřebují ověřit, jestli tranzistory na jejich nejnovějším procesoru skutečně vypadají tak, jak mají, sáhnou po elektronovém mikroskopu. A s vysokou pravděpodobností po takovém, který vznikl v Brně. Právě tady sídlí ekosystém firem, univerzit a dodavatelů, který zásobuje špičku světového polovodičového průmyslu měřicí a inspekční technikou. A právě tady teď pětičlenný akademický tým získal grant na to, aby elektronovou mikroskopii posunul na zcela nový fyzikální princip: místo elektromagnetických čoček chce elektrony řídit laserovým světlem.

Proč bez mikroskopů z Brna čipy nevzniknou

Elektronový mikroskop není jen laboratorní kuriozita pro vědce v bílých pláštích. V polovodičovém průmyslu plní roli, kterou nic jiného nenahradí: vizuální a analytická inspekce čipů, detekce defektů, validace výrobních procesů. Bez těchto nástrojů se nedá zvyšovat výtěžnost, tedy podíl funkčních čipů z jedné výrobní šarže. A výtěžnost rozhoduje o tom, jestli se špičkový procesor vůbec dostane do stabilní sériové výroby.

Národní polovodičová strategie ČR to říká explicitně: Thermo Fisher Scientific, Tescan i Delong Instruments dodávají technologie pro inspekci a analýzu polovodičových součástek. Polovodičové firmy přitom podle téhož dokumentu investují ročně 50 až 100 miliard korun do nákupu právě takových technologií. Česko nesedí na ropě ani na lithiu. Sedí na něčem vzácnějším: na schopnosti vidět to, co je pouhým okem i běžnými přístroji neviditelné.

Brněnský cluster: tři firmy, pět tisíc lidí, miliardové tržby

Síla Brna neleží v jednom výrobci. Leží v hustotě celého ekosystému:

• Thermo Fisher Scientific Brno za rok 2023 vykázal tržby kolem 25 miliard Kč, čistý zisk téměř 1,3 miliardy Kč a aktuálně rozšiřuje kapacity.
• Tescan uvádí mezi svými klienty Samsung, Intel a Bosch; firma roste na zahraničních trzích.
• Delong Instruments je menší, ale specializovaný hráč v inspekci polovodičů.

Podle regionálních dat pracuje v sektoru elektronové mikroskopie v Brně přes 2 800 lidí jen ve třech největších firmách a až 5 000 v celém dodavatelském řetězci. V roce 2024 vznikla platforma Brnoregion Microscopy jako nástroj pro spolupráci, nábor talentů a komercializaci výzkumu. Tradice sahá přes 75 let zpět a propojení výroby, výzkumu na VUT a CEITEC a desítek dodavatelů se obtížně kopíruje kdekoli jinde na světě.

Právě proto dává smysl, že nejambicióznější pokus o novou generaci elektronové mikroskopie vzniká tady, ne v Silicon Valley, ne v Tokiu.

LightEM: laser místo magnetů

Andrea Konečná, vedoucí projektu LightEM na Fakultě strojního inženýrství VUT a CEITEC VUT, získala v 9. veřejné soutěži programu ERC CZ grant ve výši 36 788 806 Kč. Projekt LL2506 běží od 1. ledna 2026 do 31. prosince 2030 a v publikovaných výsledcích soutěže figuruje na prvním místě.

Co přesně chce tým udělat? Dnešní elektronové mikroskopy fokusují a vedou svazek elektronů elektromagnetickými čočkami, tedy masivními cívkami, které generují magnetické pole. LightEM chce část této standardní optiky nahradit speciálně modulovaným laserovým svazkem. Strukturované světelné pole vytváří pro elektrony efektivní optický potenciál, kterým lze jejich trajektorii a fázi modulovat rychleji a adaptivněji než pevnou cívkou.

Praktické důsledky, pokud se princip potvrdí:

• Vyšší rozlišení s jednodušší instrumentací.
• Kontrola elektronového svazku v prostoru i čase, tedy možnost sledovat dynamické děje.
• Menší radiační poškození citlivých vzorků, což je klíčové pro biologii.
• Nové zobrazovací a spektroskopické režimy, které dnes neexistují.

Nejde tedy jen o „lepší mikroskop“. Jde o jinou fyzikální architekturu řízení svazku.

Konkurence existuje, ale prototyp nikdo nemá

V zahraničí se na podobných principech pracuje. Na Columbia University vyvíjí Fitzpatrick Lab pulsní laserovou fázovou destičku pro cryo-elektronovou tomografii. Japonští výzkumníci Uesugi a Kozawa publikovali v dubnu 2025 práci o zkřížených ponderomotivních čočkách pro korekci sférické vady. Obojí jsou ale dílčí stavební kameny, ne integrovaný mikroskop.

VUT tvrdí, že projekt v tomto rozsahu, s cílem funkčního prototypu, nemá v Česku ani v zahraničí přímý ekvivalent. Podle nás je to věrohodné právě díky brněnskému zázemí: tým nemusí budovat instrumentační know-how od nuly, protože ho obklopuje průmysl, který elektronové mikroskopy staví denně.

Co bude po roce 2030

Veřejně zatím neexistuje průmyslový partner ani licenční dohoda. Režim VUT říká, že práva k poznatku uplatňuje univerzita, původcům náleží většinový podíl z čistého zisku z komercializace a cesta vede přes patent, licenci nebo spin-off. Vzhledem k tomu, že výrobci mikroskopů sedí doslova přes ulici, česká sériová výroba je reálná možnost, ale dnes to nelze psát jako hotový plán.

Jisté je něco jiného: v globálním závodě o čipy, do kterého USA pumpují desítky miliard dolarů přes CHIPS for America a Evropa staví vlastní pilotní linky v rámci European Chips Act, Česko nedrží trumf ve výrobě křemíkových plátků. Drží ho v tom, co rozhoduje, jestli se z plátku stane funkční čip. A brněnský tým právě zkouší ten trumf ještě naostřit.