金刚石芯片，中国能否弯道超车？95%人造金刚石产自中国

钻石恒久远，一颗就破产。早些年钻石以其坚硬的质地，闪耀的外观，被当做最珍贵的宝石。后来人们发现钻石的本质，不过是金刚石，而金刚石的成分，不过是碳。它之所以坚硬，并不是在元素周期表中排位特殊，而只是它的八面体结构，把肉体凡胎的碳原子，凝聚出了团结力量大的效果。于是开始有人称钻石为营销骗局。现如今，人造金刚石已经是成熟技术，我国更是垄断了全球95%的市场，那中国制造为啥没能把价格打下来，造福万千要求婚的男同胞呢？今天我们就来找找答案。

首先说钻石为什么这么贵。关于这个问题，有两派意见：一派认为钻石稀缺，所以才卖的贵；另一派认为钻石一点儿都不缺，是彻头彻尾的营销骗局。

首先说稀有派的观点。钻石稀有吗？确实挺稀有的，按照金伯利进程的数据，世界钻石储量约27亿克拉，折合540吨。那地球上黄金的储量是多少呢？按美国地质调查局的估算，大约是57000吨。这一比，钻石可不比黄金稀少吗？并且钻石矿里，只有不到20%，属于宝石级金刚石，就是那种个头大又闪亮的。剩下的都是工业级金刚石，个头小还不闪光，只能拿来划石材划玻璃。从这里可以做出论断，容易开采的金刚石，尤其是宝石级金刚石，是稀缺的。

那骗局派的观点呢？他们认为金刚石并不稀少，因为金刚石本质上不过是碳，是石墨的同素异形体，只要有足够高的压力和温度，石墨就能变成金刚石。碳元素在地球上并不稀缺，地壳的深处，也不缺乏高温高压环境，所以金刚石也不缺。钻石卖得贵，是因为戴比尔斯等珠宝商，垄断了钻石矿，之后又用营销手段，宣传钻石的稀缺性，以此来赚钱。

骗局派的观点，从一定程度上也是对的，金刚石只是石墨的同素异形体，在地壳深处的高温高压环境里，也容易形成。只不过呢，这些地壳深处的金刚石，并不容易被开采出来。容易开采的，其实就是金伯利进程宣布的，大约540吨的储量。那说到底还是稀缺了？是稀有派获胜了？未必，因为上面只讲了钻石的总量，而没有讲钻石的分配。

在分配上，骗局派确实指出了一个事实，那就是全球的钻石资源，是被几大珠宝商垄断的。钻石的主要矿区，位于南非、俄罗斯和澳大利亚，前四大钻石开采商，分别是戴比尔斯、埃罗莎、力拓和佩特拉钻石。他们的天然毛坯钻产量，占了全球的65%，拥有定价权。并且到此为止，我们讲的还都是供给，没有涉及需求。

一个东西再稀少，如果需求为零，也卖不上价钱。金刚石在工业上，确实可以用来切割，玻璃陶瓷等材料，但工业用的金刚石并不贵，贵的是用来满足虚荣心的宝石级钻石。那这个虚荣心是怎么建立起来的？骗局派给出了答案，是靠珠宝商的营销。

1870年以前，南非的钻石矿还没被发现，人们偶尔会在印度的河流里，或巴西的丛林中，捡到几颗钻石，并没有人为它痴狂。1870年，南非发现了巨大的钻石矿，产量以吨计。按道理，这应该把钻石的价格打下来才对，但是钻石矿背后的英国投资人，联合成立了戴比尔斯，用来控制钻石的产量和价格。初期的戴比尔斯，并不像一家单纯的公司，而是一个钻石托拉斯。

虽然控制了产量和价格，但那时的钻石，也还只是普通的宝石，到1929年经济大萧条时期，钻石价格甚至崩溃了。之后戴比尔斯利用营销手段，将钻石塑造成结婚必备物品。营销套路也不复杂，就是找女明星，让他们戴钻石，找男明星，让他们结婚送钻石。到了50年代，美国人民终于被打上了思想钢印，认为钻戒是结婚的必需品。而资本无国界，他们下一步还要走出美国，迈向国际市场。

戴比尔斯在亚洲的登陆点是日本。上世纪60年代，日本人结婚，还是传统神道教习俗，一碗米酒就完事儿了。但之后戴比尔斯在日本开展营销，给日本男人布下了“三个月薪水”的套。就是男人应该为自己理想的爱人，花三个月薪水买个钻戒。这真是双重绑架啊！对女方来说，如果你不花三个月薪水给我买钻戒，我就不是你的理想爱人。对男人来说，三个月的薪水如果买不了一个钻戒，大家都会知道他是个穷光蛋。同时二战后，日本人生活在美国文化阴影下，看美国人结婚用钻戒，也就心甘情愿当冤大头了。数据显示，1967年，日本结婚使用钻戒的比率不到5%。而到1981年，这一比率上升到了60%。

中国之前结婚也没有买钻戒的习俗，因为咱国家基本不出产金刚石，送哪个锤子的钻戒嘛！咱的传统装饰品，是金银翡翠玉。但1993年，戴比尔斯一进入中国，钻石恒久远，一颗永流传，就成了耳熟能详的广告词。之后的故事大家都知道，我就不多说了。稍微想提一嘴的是，在上世纪90年代，美国对我们来说也是强势文化。我们看美国电影，甚至日本电影，都会向往他们的生活。老外刷个信用卡，都觉得那么帅气。直到现在才明白，刷信用卡其实是件悲哀的事儿。

金刚石不光是一种宝石，还是重要的工业原料。而我国呢，又基本不产金刚石，金刚石储量只占全球1.5%。之前我们能通过苏联，搞到一点儿金刚石，但上世纪50年代末，中苏关系恶化，到1960年，我国的金刚石供应，几乎被掐断了。没错，当时金刚石也是卡脖子项目。面对卡脖子问题，我们的策略是举国体制。人造金刚石被定为国家重点科研项目，代号121。承接这个项目的，是1958年才成立的，郑州三磨所。三磨所是磨料磨具磨削研究所的简称，所以没有四磨所五磨所，大家也不用瞎琢磨了。

人造金刚石这个技术，之前国际上也有先例。1954年，美国科学家就合成过培育钻石，就是宝石级的人造金刚石。三磨所承接这个项目后，进展也非常快，1963年就造出了第一颗钻石。制造钻石的方法有两种，一种是高温高压法（HTHP），一种是气相沉积法（CVD）。高温高压法是在高温高压环境下，把石墨转变成金刚石。气相沉积法是让碳源气体，在金刚石籽晶上沉积，长成更大的金刚石。我国第一次合成人造金刚石，用的是高温高压法。高温高压法因为需要铁镍等触媒，搞得金刚石成品居然能被磁铁吸住，也是十分搞笑。

1963年人造金刚石成功后，1965年我们又搞出了金刚石六面顶压机，大概有点儿像今天的光刻机吧，之后咱们的人造金刚石产能，就上规模了。1980年，郑州三磨所工程师冯金章，回到老家商丘柘城县，创办了邵园金刚石厂，从此柘城跟人造金刚石结了缘。1985年，转企改制风潮大起，邵园金刚石厂的技术人员纷纷自立门户。之后柘城的老乡，就在人造金刚石的大道上一路狂奔，停不下来了。

到2000年，柘城已经成了中国金刚石微粉之乡。2001年，中国人造金刚石产量16亿克拉。从那以后，中国基本就稳居人造金刚石世界第一的位置。到现在，中国人造工业金刚石产量，已经占据世界95%的市场。柘城在人造金刚石领域的地位，差不多相当于唐山在钢铁行业的地位，或者浏阳在花炮行业的地位。

那中国的人造金刚石产业，为啥发展的这么快呢？是因为河南老乡特别吃苦耐劳吗？不完全是，更重要的原因，是我们的人造金刚石需求量，真的很大。当年郑州三磨所搞人造金刚石，也不是为了培育钻石，而是为了工业需要。

工业金刚石的下游，主要是制作建筑石材切割工具，这块占了金刚石需求总量的50%。之后是机械及电子行业磨具刀具，约占25%到30%。再往后是勘探采掘工具，约占10%到20%。建筑石材切割，放眼世界谁的需求最大？看看过去几十年，谁的房地产发展最快就知道了。并且在建筑领域，金刚石不光是用来切割石材，还要用来切割建筑陶瓷和玻璃。全球谁的陶瓷产销量最大？这还用问吗？当然是中国了。中国是全球最大的陶瓷生产国和消费国，瓷砖产量占全球52.7%。玻璃也不用说了，福耀玻璃的美国工厂，都被奥巴马拍成纪录片了。

除了建筑行业，咱还有哪个领域发展的好？这个我之前也说过多次，咱们的光伏行业，那是实打实的世界第一。光伏硅片是怎么切割的？用的是金刚线，就是把钨丝沾上金刚石微粉，做成的线锯。所以不管是作为老经济动力的房地产，还是新经济动力的新能源，底层都需要金刚石。

这么大的需求，再加上中国人的勤奋，如果人造金刚石产业还不能独步全球，那就真说不过去了。现在我们的芯片产业也是这样，虽然芯片制造还不行，但下游需求已经非常旺盛，在市场的哺育下，芯片突破只是迟早的问题。而这个人造金刚石，在芯片领域也有应用。第三代半导体材料，比如碳化硅（SiC），它的硬度比二代半导体材料砷化镓，高出3倍，必须用金刚石切割。而金刚石本身呢，又是良好的半导体材料。在已知的单质半导体材料中，金刚石的带隙最宽。同时它还具备高击穿电场、大饱和载流子速度、高载流子迁移率，和低介电常数等优异电学性质，有望成为第四代半导体材料。

所以我们的芯片半导体技术，即便在第三代半导体生命周期内无法突破，那在第四代半导体，也就是金刚石半导体的时代，也一定突破了。因为人造金刚石，都在我们手里啊。手里有粮，心里还慌吗？