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吴婷:中国芯片困局会被钻石打开吗?

吴婷 吴婷校长 2022-07-31

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同学们好,我是吴婷。

有人说,20世纪最大的谎言之一是钻石,它原本没那么稀缺,更不实用,但经过钻石巨头戴比尔斯公司的垄断和包装,钻石成了婚礼必需品,比黄金还贵上百倍。
 
进入到21世纪,这个谎言快撑不住了,因为钻石市场出现了一股神秘力量,它们没有一个矿井,却改写了钻石的商业逻辑,它们就是人造钻石生产商。

中国的人造钻石占了全球的50%,而河南一省就独占40%。河南的人造钻石,要革了全球钻石巨头戴比尔斯的命。更重要的是,它不只是婚礼上的点缀,更助力着我国芯片制造业的突破。
 
那河南是怎么做到呢?今天婷姐就来给你们讲一讲。
 

河南省在人造钻石上的领先,就要从人造金刚石说起。
 
我们知道,钻石和金刚石在化学性质上是完全相同的,只是说,钻石用于珠宝首饰,要设计、切割,透明度高,颗粒较大;而金刚石主要用于工业打磨、切割,比如玻璃刀、高精度钻头,是超硬材料的代表,对透明度、美观度是没有要求的,颗粒也相对的小一点。
 
新中国成立后,我们要大力发展制造业,制造业是离不开金刚石的,尤其是硬度更高、更便宜的人造金刚石。但是我们当时不具备这项技术,只能依赖进口。
 
1958年,国际局势变得很紧张,我们面临金刚石卡脖子危机,想破局怎么办呢?只能自己造。
 
1960年,郑州三磨所设立了专项课题,在没有相关资料可供学习的条件下,只用了3年时间,这里就诞生了中国第一颗人造金刚石。此后,它又先后取得各类科研成果1320项,为河南的超硬材料产业发展奠定了基础。
 
一个产业的壮大,除了对技术的极致追求,更离不开技术的商业化应用。1980年,三磨所工程师冯金章回到老家柘城县,创办了邵园金刚石厂。5年后工厂改制,不少技术骨干选择了创业。
 
一时间,柘城县的金刚石厂遍地开花,郑州、南阳等地也陆续跟进,整个河南省掀起了人造金刚石的热潮。2000年的时候,我国的金刚石就已达到了10亿克拉,河南最大的三个厂占了55%。其中,力量钻石后来还登陆了科创板,市值一度突破200亿。
 
那么生产人造金刚石到钻石的距离有多远呢?有3座大山的距离:一是大颗粒难合成;二是纯度高、光泽亮难做到;三是成本难控制。
 
为了攻克下这3座大山,各大研究所和金刚石企业每年投入数亿元做研发,终于在2018年的时候,河南的黄河集团利用高温高压法,率先量产出了小颗粒钻石,达到了天然钻石的4C标准,而成本比天然开采低90%。
 
也就是在这一年,机会给有准备的人敲了门。美国联邦贸易委员会删除了对钻石的“天然”的限定,把培育钻石和天然钻石统一归成钻石了。
 
到今天,中国的厂商不断地迭代技术,生产出了全球50%的人造钻石,而河南省独占40%。人造钻石的利润也是相当可观的,通过财报我们看到,大玩家力量钻石的毛利率高达81%,比五粮液的还要高。
 
在产业下游,像我们知道的施华洛世奇、潘多拉等珠宝品牌纷纷推出了人造钻石产品,而巨头戴比尔斯一开始还打算反抗,它把广告语改成Real is rare, real is diamond,强调天然钻才能代表真爱。
 
但是消费者也不傻,在日常的消费里,为什么我不去买那些没有任何差别、但事价格便宜一大半的人造钻石呢?于是这个时候,戴比尔斯转而也推出了自己的人造钻石品牌,反正消费者愿意买,利润率也不低,挣啥钱不是挣啊?
 
然后2020年的时候,全球人造钻石的产量到达了700万克拉,连续3年增长10%以上,而天然钻石的储量只够再开采25-30年。未来,可能我们只有人造钻石了,而这些钻石,说不定全部都是Made in河南。
 
不过,你可不要以为人工钻石只是用来制作珠宝,那样未免就太小瞧它的用途了。事实上,除了珠宝,人造钻石还能用于芯片制造。
 
芯片产业分为设计、制造、封测三大环节,我国在设计领域已经有了华为海思、地平线等佼佼者,在封测领域也占了全球产值的60%,唯独在制造领域受制于人。
 
芯片制造的落后,很大程度上源于切割技术的不成熟。郑州三磨所针对芯片材料的加工,制造出“切、磨、抛”全系列产品,不但在硬度上达到国际标准,而且在精密性上大大提升,可以在一根头发丝上划出7道槽,处于世界先进水平,已经在2020年实现了进口替代。
 
力量钻石公司还研发出了八面金刚石,这种材料实现了芯片晶圆的纳米级、全局化平坦处理。
 
在这些自主设备的加持下,2021年中芯国际的营收增长了39%,冠绝全球;整体规模排名世界第4,创造了历史;而且14nm制程已达到台积电的水平,实现了自主可控。
 
看来,无论是每个人的爱情和美好生活,还是国家芯片战略,都要离不开河南的人造钻石啦。你怎么看呢?评论区和婷姐聊聊。

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