從華為被指盜竊鉆石玻璃技術(shù)，談什么是鉆石玻璃？

近日，華為在圣地亞哥的實(shí)驗(yàn)室傳遭美方搜索，據(jù)FBI稱，華為疑似試圖竊取美國玻璃屏幕公司阿汗半導(dǎo)體（Akhan）的技術(shù)。而證據(jù)則來自Akhan高管配合FBI對(duì)華為的“執(zhí)法圈套”（Sting Operation，又稱釣魚法）行動(dòng)……

據(jù)彭博商業(yè)周刊（Bloomberg Businessweek）報(bào)導(dǎo)，美國Akhan半導(dǎo)體公司（Akhan Semiconductor Inc.）利用讓玻璃一面涂上一層超薄人工鉆石的技術(shù)，研發(fā)名為“米拉吉鉆石玻璃”（Miraj Diamond Glass）的手機(jī)屏幕產(chǎn)品，號(hào)稱硬度可比目前業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的康寧公司（Corning Inc.）第五代“大猩猩玻璃”（Gorilla Glass）屏幕強(qiáng) 6 倍，耐刮度強(qiáng) 10 倍，薄800 倍。

報(bào)導(dǎo)稱，Akhan半導(dǎo)體公司創(chuàng)始人亞當(dāng)?卡漢（Adam Khan）就讀于伊利諾伊大學(xué)（University of Illinois）時(shí)專注學(xué)習(xí)電子工程及物理，畢業(yè)后繼續(xù)從事研究工作，并在2014年獲得鉆石玻璃專利。

亞當(dāng)?卡漢（Adam Khan）（Source: dailyherald）

2015年，卡漢在伊利諾伊州芝加哥郊區(qū)Gurnee開辦Akhan半導(dǎo)體公司、雇用在摩托羅拉公司工作25年的卡爾?蘇爾伯弗（Carl Shurboff）為首席運(yùn)營官，并向蘋果、三星和華為等智能手機(jī)制造商推銷Miraj鉆石玻璃。

一切都從一份樣品說起……

華為 2016 年 8 月開始和Akhan半導(dǎo)體接觸表達(dá)采購意愿，卡爾?蘇爾伯弗表示，他將Akhan生產(chǎn)的新世代鉆石玻璃樣本寄給潛在客戶，一個(gè)樣本給了三星，另一個(gè)則寄給華為。寄給華為的文件，還載明華為須遵守美國的出口法令，包括規(guī)范武器材料出口的《國際武器貿(mào)易條例》（International Traffic in Arms Regulations，簡稱ITAR）。由于鉆石涂層可能用于制造雷射武器，是國防武器出口管制的重要項(xiàng)目，因此列在這份條例的管制名單中。

2017年2月，Akhan半導(dǎo)體將一個(gè)改善后的米拉吉玻璃樣本，寄給華為在圣地亞哥的實(shí)驗(yàn)室，華為方面的聯(lián)系人是工程師安琪兒．韓（Angel Han，譯音），雙方還簽署了保密協(xié)議及意向書。華為承諾會(huì)在60天內(nèi)退回樣品，并且不會(huì)以損害該樣品的方式進(jìn)行測試。這是半導(dǎo)體行業(yè)常見的標(biāo)準(zhǔn)條款，目的是避免任何一方對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行逆向工程。

隨后的電子郵件及電話中，華為公司表現(xiàn)出有意成為該公司的第一個(gè)客戶，但卻未依約在兩個(gè)月后準(zhǔn)時(shí)返還樣本。2018年5月，在華為未遵守兩個(gè)月期限約定退回樣品后，蘇爾伯弗寄電子郵件給Han，請(qǐng)其立即答復(fù)，但Han沒有回復(fù)。2018年6月，Han回復(fù)，華為一直在對(duì)樣品進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)”測試，并附上一張照片，圖片上看得出來有一個(gè)大刮痕。

直到去年 8 月 2 日Akhan半導(dǎo)體才收到樣本。蘇爾伯弗回憶說，那個(gè)包裹的外觀雖然看起來很像當(dāng)初Akhan所做的層層保護(hù)，但是打開一看，且這片鉆石玻璃不僅有刮痕，還裂成兩塊，并有 3 個(gè)碎片消失。

FBI布下釣魚陷阱

看到這個(gè)破碎的樣本，蘇爾伯弗說：“我的心都沉了，我想，這太絕了，這家價(jià)值數(shù)十億美元的公司正在試圖仿冒我們的技術(shù)。我們現(xiàn)在該怎么辦？”

卡爾?蘇爾伯弗（Carl Shurboff，左一）（Source: dailyherald）

于是他們通知了美國聯(lián)邦調(diào)查局（FBI）。FBI 調(diào)查后認(rèn)為，華為使用 100 千瓦的雷射將Akhan半導(dǎo)體的玻璃樣本爆破，威力足以當(dāng)成武器。

FBI 隨后要求亞當(dāng)?卡漢和蘇爾伯弗臥底搜證，整個(gè)過程猶如好萊塢007電影，彭博社商業(yè)周刊不僅獲得該公司提供的內(nèi)幕，而且監(jiān)控了整個(gè)“釣魚”行動(dòng)，并在Akhan公司的同意下于2月4日?qǐng)?bào)導(dǎo)整個(gè)過程。

12月10日，卡漢及蘇爾伯弗與Han通話，同時(shí)間FBI探員監(jiān)聽他們的對(duì)話?？h及蘇爾伯弗問Han鉆石玻璃樣本為何破碎？測試期間發(fā)生了什么事？為什么有些碎片遺失？Han回復(fù)說她不知道，因?yàn)闃悠繁凰偷街袊闹袊苯蛹幕谹khan公司。Han還表示華為仍希望成為Akhan公司的第一個(gè)客戶，并提議雙方在幾周后于拉斯維加斯的消費(fèi)電子展開會(huì)，以及一位來自深圳的華為高管也會(huì)參加會(huì)議。

卡漢及蘇爾伯弗在2019年 1 月，華為代表在拉斯加斯舉行的消費(fèi)電子展（CES）期間見面時(shí)，F(xiàn)BI釣魚執(zhí)法，成功拿到華為代表承認(rèn)將樣本寄到中國等過程的錄音。

FBI首先在消費(fèi)電子展舉行地點(diǎn)拉斯維加斯會(huì)議中心（Las Vegas Convention Center）安排一個(gè)房間，并裝上竊聽器，調(diào)查人員可以從另一個(gè)地方收聽。蘇爾伯弗帶來Akhan公司的立牌，讓它看起來像是該公司租用的房間。

1月9日中午，F(xiàn)BI探員與卡漢及蘇爾伯弗見面，并給蘇爾伯弗三個(gè)不同的隱蔽錄音設(shè)備。蘇爾伯弗發(fā)短信給Han，并告知她會(huì)議室地點(diǎn)。當(dāng)天下午2點(diǎn)，Han回復(fù)說她在威尼斯賭場（Venetian Casino），至少需要待一個(gè)小時(shí)。這將超過FBI租用會(huì)議室的時(shí)間，蘇爾伯弗告訴Han，他和卡漢會(huì)到威尼斯賭場。

一場只有華為蒙在鼓里的會(huì)面

下午3點(diǎn)，他們抵達(dá)威尼斯賭場，Han于下午3點(diǎn)20分出現(xiàn)，身邊還有華為在加州圣克拉拉市的一位高級(jí)供應(yīng)經(jīng)理珍尼弗?羅（Jennifer Lo），她們稱華為在深圳的高管不能來，因?yàn)槿A為不允許在中國的高管到美國旅行。

他們四人聊了一會(huì)兒后，走到一處美食廣場，在Prime Burger的餐桌旁坐了下來。彭博商業(yè)周刊記者在距離他們大約30公尺的地方觀看。

根據(jù)卡漢的回憶，年約四十多歲的羅詢問了Akhan公司的工廠運(yùn)行，并承認(rèn)華為將鉆石玻璃樣本送往中國，但不認(rèn)為這是違反ITAR的行為。羅說，華為已經(jīng)進(jìn)行測試，樣本沒有問題。會(huì)議期間，羅曾一度提高音量詢問，美國政府是否正在監(jiān)視他們的會(huì)議。

至于樣本受損，羅與Han均稱不知情，羅還說，她參加會(huì)議的目的是要確保華為是否仍有可能成為Akhan公司授權(quán)這項(xiàng)技術(shù)的第一家智能手機(jī)制造商，如果Akhan公司中止交易，她可能因此失去工作。

卡漢原本希望“商業(yè)周刊”等到美國司法部針對(duì)本案起訴華為或逮捕某人后再公開調(diào)查過程，后來改變主意并發(fā)表聲明表示：“Akhan公司嚴(yán)肅對(duì)待任何非法使用其技術(shù)的行為，將繼續(xù)與執(zhí)法部門合作，努力解決這一問題。”

亞當(dāng)?卡漢和蘇爾伯弗表示，他們 1 月 28 日晚間接獲 FBI 探員和美國紐約布魯克林助理檢察官凱斯勒（David Kessler）告知，F(xiàn)BI 當(dāng)天上午已突擊搜索華為在圣地亞哥的設(shè)施，但未清楚說明搜索內(nèi)容。

卡漢及蘇爾伯弗無法預(yù)料這個(gè)案件未來會(huì)如何發(fā)展，不過，卡漢認(rèn)為，可以肯定的是，中國企業(yè)竊取美國商業(yè)機(jī)密是不分對(duì)象，“大小通吃”?！拔艺J(rèn)為他們?cè)谶@方面是不會(huì)有歧視的”，卡漢說，“他們正在尋找技術(shù)，因?yàn)檫@些技術(shù)對(duì)他們的路線圖至關(guān)重要，無論他們所覬覦的公司規(guī)模及業(yè)務(wù)的狀況，他們都會(huì)想辦法去竊取這些公司的技術(shù)?！?/p>

從華為被指盜竊鉆石玻璃技術(shù)，談什么是鉆石玻璃？

彭博商業(yè)周刊（Bloomberg Businessweek）報(bào)導(dǎo)，阿汗半導(dǎo)體公司（Akhan Semiconductor Inc.）在玻璃表面涂上一層超薄人工鉆石生產(chǎn)出「米拉吉鉆石玻璃」（Miraj Diamond Glass），號(hào)稱硬度可比目前業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的「大猩猩玻璃」（Gorilla Glass）屏幕強(qiáng) 6 倍、耐刮度強(qiáng) 10 倍。到底什么是「鉆石玻璃」？目前人造鉆石技術(shù)究竟發(fā)展到什么程度了？

什么是「鉆石」？

鉆石是指「碳的鉆石結(jié)構(gòu)結(jié)晶」，也就是碳原子整齊排列成「鉆石結(jié)構(gòu)」，是目前地球已知硬度最高的物質(zhì)，在工業(yè)與軍事有極大的用途，同時(shí)也被稱為「第三代半導(dǎo)體材料」，未來有可能影響整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

值得注意的是，碳原子如果整齊排列成鉆石結(jié)構(gòu)稱為鉆石，如圖一上所示，但「單層的碳原子」如果整齊排列成「六邊形」，就稱為「石墨烯」（Graphene），如圖一下所示；許許多多層石墨烯堆棧起來就形成「石墨」（Graphite）；如果碳原子亂七八糟排列不整齊，則變成平常烤肉時(shí)使用的「木炭」（Charcoal）。看起來原子怎么排列價(jià)錢差很多呢。

鉆石（上）與石墨烯（下）的碳原子排列方式

天然鉆石與人造鉆石

鉆石雖然用途很多，但在自然界的碳原子要「整塊」形成結(jié)晶極困難，只有埋藏在很深的地底（高溫），并受到地殼擠壓（高壓）的嚴(yán)苛條件下才會(huì)形成鉆石結(jié)構(gòu)，要滿足這些條件的機(jī)率不高，因此天然鉆石產(chǎn)量很少，價(jià)格昂貴，且價(jià)格長期以來操縱在 De Beers 等幾家外國珠寶商手中。

早期如果要以人造方式生產(chǎn)鉆石，大多使用「高溫高壓法」（HTHP，High Temperature High Pressure），在容器內(nèi)對(duì)石墨施加高溫高壓，使碳原子排列成鉆石結(jié)構(gòu)結(jié)晶，但在容器內(nèi)無法模擬大自然的高溫高壓，因此長出來的人造鉆石顆粒小、質(zhì)量差，無法于工業(yè)與軍事應(yīng)用。

近年來美國卡內(nèi)基科學(xué)研究院毛河光教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，成功使用「微波電漿化學(xué)氣相沉積法」（MPCVD，Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition）成長鉆石，如圖二所示，使用「鉆石晶種」（Diamond seed），也就是一小片鉆石當(dāng)「基板」（Substrate），將高純度甲烷（CH4）通入反應(yīng)器，經(jīng)由高能量的「微波」（Microwave）打斷甲烷的碳?xì)滏I，產(chǎn)生帶正電的碳離子與氫離子形成「甲烷電漿」（Methane plasma），碳離子慢慢沉積在鉆石晶種表面，以鉆石晶種為「排頭」，依照鉆石結(jié)構(gòu)整齊排列堆積，最后長成一顆完美的鉆石。用這種技術(shù)一個(gè)月就可長出「一盤」每顆 1 克拉的鉆石，且可在成長過程摻雜不同氣體原子，形成不同顏色的「彩鉆」，成本約是目前天然鉆石的 50% 以下，讓工業(yè)與軍事應(yīng)用成為可能。

「真鉆」的定義將被重新改寫

天然鉆石廠商如 De Beers 等公司，總是宣傳只有天然的鉆石才算「真鉆」，人造鉆石都是「假鉆」。實(shí)際上以科學(xué)角度，鉆石就是「碳的鉆石結(jié)構(gòu)結(jié)晶」，不論地底挖出來的，或是實(shí)驗(yàn)室長出來的，只要是碳的鉆石結(jié)構(gòu)結(jié)晶就是「真鉆」。且礦場挖出來的鉆石一定會(huì)有缺陷，使用 MPCVD 長成的鉆石則完美無瑕，一般鉆石鑒定師用傳統(tǒng)方法完全分辨不出來，必須使用科學(xué)儀器，如拉曼光譜儀才能分辨。

有趣的是，目前最常用的分辨方式是「有缺陷」的是天然鉆石，「完美無瑕」的是人造鉆石，讓人有點(diǎn)錯(cuò)亂，到底哪個(gè)比較有價(jià)值？因此，我們不應(yīng)該再說人工成長的鉆石是「假鉆」，而應(yīng)該說地底挖出來的是「天然真鉆」，實(shí)驗(yàn)室成長的是「人造真鉆」才對(duì)。

鉆石玻璃技術(shù)

我們平常燒開水用的瓦斯主要成分就是甲烷，甲烷可由生物糞便產(chǎn)生，才會(huì)有人說：毛河光讓牛糞變鉆石，珠寶界震驚。因此 MPCVD 長成鉆石的成本沒有想象高，主要消耗的是電力，不過重點(diǎn)在必須使用鉆石晶種才能長出鉆石。阿汗半導(dǎo)體公司是將鉆石長在玻璃上，因此稱為「鉆石玻璃」，由于使用玻璃為基板要長出碳的鉆石結(jié)構(gòu)結(jié)晶有困難，可能的方法是使用「緩沖層」技術(shù)。

就算鉆石玻璃真能做出來，成本約是目前天然鉆石的 50% 以下仍算太貴，不太可能拿來做手機(jī)面板的玻璃。因此阿汗半導(dǎo)體公司比較可能是在玻璃表面長出碳原子排列接近鉆石結(jié)構(gòu)的「類鉆石」，這種類鉆石雖然比玻璃硬，但要達(dá)到比目前業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的「大猩猩玻璃」屏幕薄 800 倍、強(qiáng)度大 6 倍，耐刮性強(qiáng) 10 倍，恐怕有待考驗(yàn)！

材料性質(zhì)測試很難「不破壞樣本」

有媒體報(bào)導(dǎo)稱，阿汗半導(dǎo)體同意提供兩個(gè)米拉吉玻璃樣本給華為加州圣地亞哥的辦公室，華為則承諾收到后 60 天內(nèi)返還所有樣本，且任何測試不得破壞樣本。

但材料的性質(zhì)測試很難「不破壞樣本」，除了使用各種光譜儀測試鉆石玻璃的光學(xué)性質(zhì)、鉆石特性與厚度等，這些不會(huì)破壞樣本，最重要的還是有沒有「號(hào)稱」的硬度，所謂硬度就是材料可抵抗更硬的物體壓入表面的能力，目前常用的洛氏硬度試驗(yàn)（Rockwell）或維氏硬度試驗(yàn)（Vickers）等方法，都必須使用鉆石圓錐壓入材料表面，再量測壓痕的尺寸來決定硬度，這樣必定會(huì)破壞樣本，更不用說所謂的「耐刮度強(qiáng)」，一定是要拿來刮刮看才知道??！

阿汗半導(dǎo)體宣稱這種材料硬度高又耐刮，卻要求「任何測試不得破壞樣本」，這種說法有點(diǎn)奇怪，不破壞樣本如何確定到底有多硬多耐刮？當(dāng)然如果要研究阿汗半導(dǎo)體公司到底使用什么材料為緩沖層，就必須用雷射切開，從側(cè)面進(jìn)行材料分析，這個(gè)或許是阿汗半導(dǎo)體擔(dān)心的事，不過這也無法預(yù)防，因?yàn)閷磉@支手機(jī)賣出去以后，任何人買一支來都可拆開分析材料。

因鉆石玻璃樣本被破壞，就說華為涉盜鉆石玻璃機(jī)密，這種說法有點(diǎn)勉強(qiáng)，緩沖層并不是知道材料種類就可做出來，還必須猜測成長方法，這要花一些時(shí)間，并沒有想象容易。

鉆石玻璃或藍(lán)寶石做手機(jī)面板難度高

2014 年蘋果因 iPhone 6 可能采用藍(lán)寶石屏幕的傳言鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，后來因?yàn)槌杀咎摺⒘慨a(chǎn)困難、硬度不如預(yù)期而放棄，現(xiàn)在又有廠商提出鉆石玻璃，聽起來更酷更炫了！不過這種東西是不是真能做到低成本、高良率、高硬度，如同廠商宣稱那樣，就有待市場考驗(yàn)證。