鑽石2.0：他在矽谷種鑽石

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騰訊創業 | ID：qqchuangye

一直以來，人們都在嘗試製造鑽石，但與其說是為了裝飾，不如說是出於工業需要。

作者 / 造就Talk的編輯們

幾個世紀以來，人們為開採鑽石，可謂歷盡艱辛、不惜代價。從炙熱的納米布沙漠，到冰封的加拿大凍原，有死火山的地方，就有人們搜尋鑽石的身影。在那裡，浴火重生的史前遺碳從地核中噴出，在人們的想象中佔據了特殊的一席。

但如今，尋找鑽石已不用如此費力，也無需如此“肮髒”。

距舊金山國際機場不遠處，有一條貌不驚人的街道，兩旁是低矮的物流與輕工業倉庫。正是在那兒一個窗明幾淨的房間裡，我目睹了一塊鑽石的誕生。說親眼目睹有些誇張，因為那光線太過耀眼，令人無法直視。

確切來說，鑽石是在一個反應器內部誕生的。這個反應器跟數據中心那些成排的設備沒什麽兩樣，只不過，它連接著一些輸送氣體和水的軟管。

一道幽靈般的藍光從一塊玻璃的邊緣透出。“你看到的是鑽石培育過程中釋放的光。”Diamond Foundry聯合創始人、首席技術官傑裡米·舒爾茲（Jeremy Scholz）說。

該公司在實驗室生產鑽石，它被稱為“人工培育鑽石”。在反應啟動之前，舒爾茲關閉了電腦螢幕，並告訴我不能使用手機。“含碳氣體通電後，就會像日光燈一樣發光。”

反應室大小相當於一個保齡球，開有圓形舷窗，以螺栓固定，看著就像儒勒·凡爾納（Jules Verne）小說中的潛艇。反應室內發生的過程名為化學氣相沉積。按照舒爾茲的話，最通俗的解釋，就是“從氣體中培養出固體物質”。

內裡放置一塊12毫米厚的薄板，又稱“鑽石種子”。它被暴露在各種化學物質之中，其中包括氫氣和氣體形式的碳，給它們通電用的是高強度的磁放電，功率足以驅動18輪卡車，溫度比太陽還高。說起來，鑽石培育的過程與玩具店賣的“水晶DIY”套裝大同小異——這是從最寬泛的科學意義上來解釋。

“這些不是人造鑽石，它們不像人造纖維那樣是人造的。它們是真鑽，是培育出來的。”

——Diamond Foundry公司CEO馬丁·羅斯柴森

就這樣，Diamond Foundry的一塊原石誕生了，它被放到我面前的會議桌上。“這些不是人造鑽石，它們不像人造纖維那樣是人造的，人造纖維與天然纖維屬於兩種不同的材料。”該公司CEO馬丁·羅斯柴森（Martin Roscheisen）說，“它們是真鑽，是培育出來的。”他戴著半透明的護目鏡，時而皺起額頭，同已故演員羅賓·威廉姆斯有幾分相像。

我接過他遞來的放大鏡，用一把鑷子撥弄起原石。想想它在理論上的價值，我越發覺得它微不足道。我用透鏡細看起來。終於，鑽石的光芒——帶點顆粒感，泛出一點黃光，逐漸進入視線焦點。

我根本沒有動心——在我眼裡，它跟我女兒地質工具箱裡那些石塊沒什麽兩樣。然而，等它經過天然鑽石加工師的切割和拋光，便釋放出了鑽石獨有的璀璨光芒。此時，我已看不出它是人造的——其他人想必也看不出。

羅斯柴森是在德國長大的奧地利人。九十年代，他在史丹佛大學學習計算機科學與工程學，同後來的谷歌創始人謝爾蓋·布林（Sergey Brin）和拉裡·佩奇（Larry Page）是同學。他是一名連環創業者，參與過一系列獨角獸企業的創建，其中包括eGroups、TradingDynamis和FindLaw。後來，他又與人聯手創立Nanosolar，面向市場推出經濟適用型的超薄太陽能電池板（厚度僅為傳統技術的十分之一左右）。

在Nanosolar時，羅斯柴森雇傭了舒爾茲，此前，舒爾茲在波音公司從事無人駕駛直升機的研製。“有趣是有趣，但我想從事一項規模小一點、靈活一點的事業。”舒爾茲說。羅斯柴森打趣說，他們在Nanosolar時，發明了“舒爾茲工程學”一詞，專指他搗鼓出大型複雜工具的能力。

Nanosolar於2013年倒閉，羅斯柴森將其歸咎於來自中國的低價競爭，以及成本高昂的可靠性測試。羅斯柴森和舒爾茲開始尋找新的項目。由於Nanosolar的很大一部分工作都涉及利用化學氣相沉積來製造太陽能電池板，於是，他們很快意識到，太陽能領域的這項技術突破可以應用於鑽石培育，改進原本笨拙的實驗室工藝，實現速度和工業效率的提升。“這個產業存在巨大的缺口——我們可以利用在矽谷的所有人脈，為其引入合適的技術。”舒爾茲說。

2013年，這家新組建的公司開始運營。在兩年時間裡，團隊默默努力，不斷調整參數，試圖以全新的速度、質量與效率，在實驗室內培育出鑽石。他們希望將“實驗室培育鑽石”中的“實驗室”一詞去掉，將其變成工業產品。

他們循序漸進，先從工業設備中使用的褐色鑽石著手，這種鑽石的製造難度相對較低。鑽石培育出來後，他們所做的第一件事，就是帶到珠寶店去檢驗。“他說質量不高。”舒爾茲回憶起當時的情景。但最重要的是，珠寶商說，這是一顆質量不高的鑽石。

2015年，Diamond Foundry開始進入公眾的視線，吸引了Twitter前CEO埃文·威廉姆斯（Evan Williams）、裡奧納多·迪卡普裡奧（Leonardo DiCaprio）等投資人。

羅斯柴森說，到目前為止，該公司已籌集資金“近1億美元”。“這是一項絕對綠色的生產工藝。”羅斯柴森說，“我們消耗的是兩大溫室氣體，甲烷和二氧化碳，得到的是鑽石，副產物是氧氣和水。”

在實驗室培育鑽石，這一點也不新鮮，但Diamond Foundry認為，技術的改進，加之人們對鑽石開採中各種倫理道德的觀念轉變，為顛覆這個行業提供了機會。“我們是奢侈品零售領域增長最快的企業。”

羅斯柴森宣稱。他說，該公司的鑽石出現在Barneys等高端商店和Spence Diamonds等零售商的貨櫃上，後者自稱提供“既具有社會責任感、又璀璨驚豔”的手工寶石。

現在的消費者能接受實驗室培育出的鑽戒作為他們的訂婚戒指嗎？也許吧。

儘管實驗室培育鑽石隻佔每年總產值的不到1%，但變化已開始顯現：2016年，美國最大的珠寶生產商Stuller也加入了國際培育鑽石協會。然而對Diamond Foundry來說，真正的獎賞或許並不是永恆的愛情，而是摩爾定律——別忘了，這畢竟是矽谷。

一直以來，人們都在嘗試製造鑽石，但與其說是為了裝飾，不如說是出於工業需要。1955年，美國物理化學家H.特雷西·霍爾（H Tracy Hall）在供職於通用電氣的超壓計劃時，使用一個斥巨資定製的大型壓機，造出了第一批人造鑽石。“我的手開始顫抖；心髒加速跳動。”霍爾寫道，“幾十顆微型……晶體在我眼前閃閃發光。”

杜克大學電氣、計算機工程與材料學系的傑夫·格拉斯（Jeff Glass）教授說，高壓和高溫“模擬了地底的環境。你要做的就是盡可能地擠壓碳。”只要擁有合適的技術手段，外加一點運氣，它就能重新結晶，成為鑽石。不過，這不但費時費力，成本高昂，而且會留下一個爛攤子。

1965年，凱斯西儲大學的研究人員約翰·C.安格斯（John C Angus）開始用化學氣相沉積法，製造鑽石——後來，這種工藝得到蘇聯和日本實驗室的改進。

80年代，格拉斯加入了美國第一批研究人工鑽石生產的大學項目之一。“其實是因為不甘落後。”他說，有關人造鑽石的傳言引來了美國政府的興趣（以及資金）。“這是真的嗎？我們不想被人甩到後頭。”

右：經專業人士切割、拋光之後的鑽石

在稀缺性、市場行銷和璀璨外觀的驅使之下，鑽石成為了人們夢寐以求的奢侈之物。但與此同時，它又是地球上用途最廣的材料之一。

“它的能耐令人驚歎，集各種截然不同的屬性於一身。”格拉斯說，“這一種材料能頂幾十種不同的材料。”鑽石的硬度極大，做鑽頭再好不過，能做手術，也能切割馬路。此外，碳的生物相容性使之能充當醫療植入物。

鑽石也可以做半導體元件。半導體晶片的製造過程，其實就是向一個化學氣相沉積反應室內添加矽。鑽石的耐熱性遠勝於矽——隨著電子設備的性能日益強大，鑽石就成了理想的材料。在一些實驗中，鑽石半導體的導電能力達到了矽的100萬倍。

“它的能耐令人驚歎……這一種材料能頂幾十種不同的材料。”

——杜克大學教授傑夫·格拉斯

正如Diamond Foundary首席科學官詹姆士·巴特勒（James Butler）所言，“鑽石的導熱性是銅的五倍，同時卻又是電絕緣體。”只要看看正在研發中的鑽石的各種用途，作家尼爾·史蒂芬森（Neal Stephensen）的先見之明就開始顯現：在他1995年的著作《鑽石時代》（The Diamond Age）中，鑽石被大量製造出來，以至於後來，它變得比玻璃還要廉價。

那麽，化學氣相沉積到底是怎樣一種過程呢？要製造鑽石，需要給氣體通電，格拉斯稱之為“氣相的激發”。這樣做的方法有很多。“化學氣相沉積就好比是用微波爐、燈泡和焊槍為工具，製造出一顆鑽石。”他說，他曾用乙炔焊槍製造過鑽石。

不過，這個過程絕不簡單。格拉斯說，化學氣相沉積就是“試圖控制一個氣相反應，使一切協調一致，從而在某個表面上形成固體”——此處的固體就是最原始的鑽石“種子”（鑽石培育出來後，它將被剝離並重新利用）。

這個過程需要極高的能量密度，而且極不穩定。舒爾茲指出，這些電能若是管理不慎，就會侵蝕反應室內壁，或者破壞正在製造的鑽石。羅斯柴森曾經問過這樣一個問題：“沒有閃電，怎能從雲層中捕獲電力？”舒爾茲偏偏就能跳過電閃雷鳴，直接捕獲電能。

如何給鑽石估價？

重量

要計算一顆鑽石的價值，就得考慮鑽石的重量。

清澈度

在10倍放大鏡下，觀察鑽石的內部瑕疵。

色澤

參照比色石，對色澤進行分級。

切割

對照一組標準，衡量鑽石的切割角度及長度比例。

高能激發會產生一場原子雨。這些原子會附著到已有的鑽石種子的表面。就像“俄羅斯方塊”遊戲一樣，落下的原子必須與已有的結構咬合。但凡化學構成和計算稍有偏差，或是速度快了一點，原子就會跑偏。有時，分子還會遊蕩開來，弄髒反應室。你得到的可能是一種多晶體結構（就好比堆得歪歪斜斜的俄羅斯方塊）。

“你甚至可能培育出石墨，或是其他形式的碳，比如球殼狀碳分子。”格拉斯說。他還表示，哪怕是一星半點的雜質，也會“破壞最終結果的光學性質”。很多早期的實驗室製品就含有天然鑽石中不具備的元素，比如金屬夾雜物。舒爾茲說，“這樣的話，磁鐵就可以吸走你的鑽石。”

實驗室培育鑽石的工藝和科學已經非常先進，“我們已經能夠培育出比天然鑽石更完美的鑽石”，巴特勒說。對普通人，乃至普通珠寶商來說，這兩種鑽石的外形十分相似（Diamond Foundry的鑽石都帶有雷射刻字，以區別於天然鑽石。）它們的不同之處在於，天然鑽石會帶有開採地特有的微量雜質，而這些成分只有在先進的光譜儀下才會顯現出來。

巴特勒指出，天然鑽石就如同雪花，每一顆都獨一無二。這適合珠寶，但不適合電子設備。“比如，iPhone要採用某個鑽石裝置，你肯定想要幾百萬個同樣的裝置。要是靠開採，你去哪兒找100萬顆一模一樣的鑽石呢？”

80年代，巴特勒供職於美國海軍的一個實驗室，他很快就進入了“化學氣相沉積”鑽石行當，開始為Apollo等影響甚廣的實驗室培育鑽石公司服務（Apollo後來破產）。他說，之所以加入Diamond Foundry是因為，他相信該公司即將“突破現有技術”。

“當初要是沒有那些融資、行銷、品牌打造等等，這種技術本身是不會成功的。”換言之，他認為，這種顛覆性的鑽石、矽的潛在代替者，還需要一點矽谷魔法的幫助。

大衛·艾倫·威格韋瑟（David Alan Wegweiser）的工作室距紐約“鑽石區”（譯注：美國珠寶交易的聚集區）僅有幾個街區。他的“大衛·艾倫珠寶”品牌專門提供珠寶定制服務。鑽石在他的作品中舉足輕重。他曾給人當學徒，清潔工作台和工具。在他自立門戶之前，就開始為鑽石交易商設計獨一無二的商品。

一天，一位客戶拿著一顆非同尋常的寶石來找他。“10克拉的緬甸藍寶石，不曾經過熱處理，美輪美奐。他為此花了10萬美元。我們給他打了一枚戒指。”威格韋瑟說。

一個月後，“他又拿來一顆寶石，不比上回的差，這讓我大吃一驚。”他想再做一枚同樣的戒指。仔細查看後，威格韋瑟意識到，這顆藍寶石是人造的。原來，這位客戶“想戴著這一顆，而把真貨放進保險箱。”

“我們的工具可以在兩周內培育出一顆鑽石……但我們鑽石中的原子跟宇宙一樣古老。”

——Diamond Foundry公司CEO馬丁·羅斯柴森

這個故事揭示了寶石的一種奇特本質。雖然那位客戶樂意在人前佩戴人造寶石——因為常人無法辨別人造與天然——但私底下，她依然願意擁有天然藍寶石，享受它帶來的滿足感。

一直以來，鑽石生產商都試圖強調鑽石的獨特性（最近的一句宣傳語是“真品皆稀有”）和它久遠的地質年代。鑽石行業分析師保羅·齊尼斯基（Paul Zimnisky）談到，“多數天然鑽石都形成於10億年前——那是你能擁有的最古老的物品之一——而且，它又是非可再生資源；在你心目中，這是存在某種有形價值的。”

對於這種說法，羅斯柴森並不陌生，他很快就反駁道：“我們的工具可以在兩周內培育出一顆鑽石。”人們通常的反應是：“這麽快？”這時，他會解釋說，鑽石在地球內部形成時，也就需要這麽點時間。“然後，它們就在地底下躺了10億年。”他笑著說，“但我們鑽石中的原子跟宇宙一樣古老。”

但這也引出了一個問題：如果賣點不在久遠的地質年代，也不在舉世無雙的特性，那麽，實驗室培育鑽石的賣點究竟在哪兒呢？低廉的價格嗎？“除了超大號的鑽石，我們對普通鑽石的定價是非常有競爭力的。”羅斯柴森說，“一般比網上賣的那些便宜7%-10%。”

羅斯柴森還表示，他們公司直接對客戶銷售，免去了中間商。他也指出，相比起天然鑽石的開採，Diamond Foundry的產品更難實現規模化。他說，“我們的鑽石比眼下任何天然鑽石都要稀有。”

齊尼斯基指出，天然鑽石一直是一種“韋伯倫商品”（又稱炫耀性消費品），有著奇特的供需關係。“市場對產品的需求需要特定的價格來維持。”他解釋說，為此，你必須打造蒂芙尼（Tiffany & Co）或是海瑞·溫斯頓（Harry Winston）那樣的品牌。

這正是Diamond Foundry努力在做的，它採用了兩種方式，其一是強調其產品為真鑽——化學、晶體學、本體論意義上的真鑽——而不是簡單地給方晶鋯石等材料塗上高科技的光澤。

其次是推廣“鑽石2.0”概念——天然鑽石的美麗與璀璨，它都不缺，同時，又不必憂心環境汙染、政治腐敗或是勞動力剝削等問題。這就需要一群有些特別、乃至非同尋常的顧客：他們要足夠關心社會價值，同時對於真鑽的定義，要求還不能太高。

在這一切的上方，還遊蕩著鑽石半導體的幽靈，它的存在顛覆了鑽石的價值問題。“在更高性能的電子應用中，大多數人手上戴的鑽石都一無是處。”巴特勒說。我問羅斯柴森，隨著生產效率的提高，鑽石有沒有變成大路貨的希望——或者說是危險？他說，“如果一種材料能使iPhone提速1000倍，那我敢保證，這種材料用在手機上要比用作珠寶值當得多。”

人造鑽石與天然鑽石真有那麽大差異嗎？

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